KR100610251B1 - 수처리 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

활성탄 처리 공정을 응집 공정과 분리하여 활성탄의 흡착 능력을 최대화 함과 아울러, 처리 용량의 증가에 효과적으로 대응할 수 있는 중공사 유닛을 구비하는 수처리 시스템 및 이 시스템을 이용한 수처리 방법에 관한 것으로, 본 발명의 수처리 시스템은, 하수 또는 폐수중에 함유된 부유물을 제거하여 상등수를 생산하는 응집부; 활성탄을 이용하여 상기 상등수에 함유된 유기물을 제거함으로써 활성탄 처리수를 생산하는 활성탄 처리부; 중공사 모듈을 이용하여 상기 활성탄 처리수를 정밀 여과함으로써 처리수를 생하는 정밀 여과부; 및 상기 정밀 여과부로 유입된 활성탄 처리수에 포함된 활성탄을 상기 활성탄 처리부로 순환시키는 활성탄 순환부;를 포함하며, 상기 정밀 여과부는 여러개의 중공사 모듈들을 유닛화한 중공사 유닛을 구비하고, 각각의 중공사 모듈은 중공사막과, 상기 중공사막의 양쪽 단부를 각각 고정하는 한쌍의 헤드 어셈블리와, 양쪽 헤드 어셈블리를 일정한 간격으로 지지하는 지지 프레임을 구비한다.

침지, 중공사, 중공사막, 분리막, 역세형, 하수, 폐수, 응집, 침전, 활성탄

Description

수처리 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR TREATING WATER}

도 1은 종래 기술에 따른 수처리 시스템의 개략적인 구성도이다.

도 2는 도 1의 수처리 시스템에 적용한 중공사 유닛의 개략적인 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수처리 시스템의 개략적인 구성도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수처리 방법의 블록도이다.

도 5는 도 3의 수처리 시스템에 적용한 중공사 유닛의 개략적인 사시도이다.

도 6은 도 5의 중공사 유닛을 구성하는 각 중공사 모듈에 있어서, 헤드 어셈블리를 분해한 분해 사시도이다.

본 발명은 하수 및 폐수 등을 처리하는 수처리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 활성탄 처리 공정을 응집 공정과 분리하여 활성탄의 흡착 능력을 최대화 함과 아울러, 처리 용량의 증가에 효과적으로 대응할 수 있는 중공사 유닛을 구비하는 수처리 시스템 및 이 시스템을 이용한 수처리 방법에 관한 것이다.

하수 및 폐수 중의 부유물과 유기물을 제거하는 수처리 시스템의 일례로 응 집제와 활성탄 및 중공사막 모듈을 이용하는 수처리 시스템이 개시되어 있는 바, 도 1 및 도 2를 참조하여 종래의 수처리 시스템을 설명하면 다음과 같다.

도시한 바와 같이, 종래의 수처리 시스템은 하/폐수 중의 부유물을 제거하기 위한 응집제와 유기물을 제거하기 위한 활성탄이 투입되는 응집 교반조(102), 응집 교반조(102)로부터 배출되는 응집수를 유입받아 상기 응집제에 의해 응집된 슬러지와 활성탄을 분리 배출하는 침전조(104), 상기 침전조(104)로부터 배출되는 상등수를 유입받는 저류조(106), 상기 저류조(106)로 유입된 상등수를 정밀 여과하는 침지형 중공사 유닛(108) 및 중공사 유닛(108)에서 처리된 여과수를 유입받는 여과수조(110)를 포함한다.

이러한 구성의 수처리 시스템은 위에서 설명한 바와 같이 응집제와 활성탄을 응집 교반조(102)에 동시에 투입하고, 후단의 침전조(104)에서 슬러지 및 활성탄을 계외로 분리 배출하고 있으므로, 활성탄에 의한 유기물 흡착 능력을 효율적으로 이용하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 수처리 시스템에 있어서, 상등수를 정밀 여과하는 침지형 중공사 유닛(108)은 도 2에 도시한 바와 같이 여러개의 중공사 모듈(112)들을 직렬 또는 병렬로 설치하고, 중공사막(114)에 의해 여과된 처리수를 배출하기 위한 다수의 여과수 배출관()들을 각 모듈(112)들의 상측에 연결 설치하며, 산기관(118)에서 발생되는 미세 공기 방울을 이용하여 중공사막(114) 표면의 오염 물질을 제거하기 위한 공기 공급 라인(120)들을 각 모듈(112)들의 하측에 연결 설치하여 구성된다.

따라서, 상기한 종래의 중공사 유닛(108)은 처리 용량을 증가시키기 위하여 여러 개의 중공사 모듈(112)들을 직렬 또는 병렬로 연결하여 유닛화 하는데 취약하므로 처리 용량의 증가에 효과적으로 대처하지 못하며, 설치 면적이 크고 유지관리가 용이하지 못하고, 각 모듈들을 지지하기 위한 지지 프레임(미도시함)을 추가적으로 필요로 하는 등의 여러 가지 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 활성탄 처리 공정을 응집 공정과 분리하여 활성탄의 흡착 능력을 최대화 함과 아울러, 처리 용량의 증가에 효과적으로 대응할 수 있는 중공사 유닛을 구비하는 수처리 시스템 및 이 시스템을 이용한 수처리 방법을 제공함에 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

하수 또는 폐수중에 함유된 부유물을 제거하여 상등수를 생산하는 응집부;

활성탄을 이용하여 상기 상등수에 함유된 유기물을 제거함으로써 활성탄 처리수를 생산하는 활성탄 처리부;

중공사 모듈을 이용하여 상기 활성탄 처리수를 정밀 여과함으로써 처리수를 생하는 정밀 여과부; 및

상기 정밀 여과부로 유입된 활성탄 처리수에 포함된 활성탄을 상기 활성탄 처리부로 순환시키는 활성탄 순환부;

를 포함하는 수처리 시스템을 제공한다.

상기 응집부는 원수를 유입받는 응집 교반조와, 부유물 제거를 위한 응집제 를 상기 응집 교반조로 공급하는 응집제 공급관과, 상기 응집 교반조에서 배출된 응집 처리수에 포함되어 있는 슬러지를 침전시키는 침전조를 포함한다.

상기 활성탄 처리부는 상등수를 유입받는 활성탄 교반조와, 상등수에 함유된 유기물을 제거하기 위한 미분 활성탄을 활성탄 교반조로 공급하는 활성탄 공급관을 포함한다.

그리고, 상기 정밀 여과부는 활성탄 처리수를 유입받는 저류조와, 여러개의 중공사 모듈을 유닛화 한 중공사 유닛을 포함하며, 각각의 중공사 모듈은, 중공사막과, 상기 중공사막의 양쪽 단부를 각각 고정하는 한쌍의 헤드 어셈블리와, 양쪽 헤드 어셈블리를 일정한 간격으로 지지하는 지지 프레임을 포함한다.

상기 헤드 어셈블리는 중공사막의 일측 단부가 삽입된 상태에서 접착제 등에 의해 고정되는 헤드와, 접착제 등에 의해 상기 헤드가 결합되는 캡과, 헤드와 캡을 밀봉하는 밀봉 링과, 헤드에 인접한 위치에서 캡에 고정되는 산기관을 포함한다.

상기 헤드는 중공사막의 단부가 고정되는 중공사막 고정부와, 지지 프레임을 삽입하는 프레임 삽입부를 구비하고, 상기 헤드가 고정되는 캡은 헤드의 돌출부가 삽입되는 집수부와, 상기 집수부와 연통하는 여과수용 배관을 구비한다.

또한, 상기 캡은 중공사막을 세정하기 위한 세정 공기가 공기 공급관을 통해 유입되는 2개의 공기 배관을 구비하는데, 이 공기 배관은 집수부와 인접한 위치에 마련된 공기 유입부에 연통된다.

여기에서, 상기 여과수용 배관 및 공기 배관은 중공사 유닛화 과정에서 중공사 모듈간의 간격을 최소화할 수 있도록 하기 위해 캡의 어느 한쪽 면에만 돌출 형 성하는 것이 바람직다.

그리고, 상기 캡에는 연결봉이 삽입되는 연결홀들이 더욱 구비된다.

한편, 상기 공기 유입부에는 세정 공기를 배출하는 산기관이 고정 설치되는데, 이때, 상기 산기관의 단부는 헤드에 고정된 중공사막을 향해 공기를 분출할 수 있도록 형성하는 것이 바람직하다.

상기 활성탄 순환부는 저류조에 구비되는 활성탄 집수 피트와 순환 배관을 포함한다.

그리고, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

원수에 함유된 부유물을 응집 및 침전시켜 상등수를 생산하는 부유물 제거 단계;

상기 상등수에 함유된 유기물을 활성탄을 이용하여 흡착 제거함으로써 활성탄 처리수를 생산하는 유기물 제거 단계;

상기 활성탄 처리수를 정밀 여과하여 여과수를 생산하는 정밀 여과 단계; 및

유기물을 흡착한 활성탄을 상기 유기물 제거 단계로 재공급함으로써 상기 활성탄을 순환시키는 단계;

를 포함하는 수처리 방법을 제공한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수처리 시스템 및 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수처리 시스템의 개략적인 구성도를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수처리 방법의 블록도를 도시한 것이다.

그리고, 도 5는 도 3의 수처리 시스템에 적용한 중공사 유닛의 개략적인 사시도를 도시한 것이고, 도 6은 도 5의 중공사 유닛을 구성하는 각 중공사 모듈에 있어서 헤드 어셈블리의 분해 사시도를 도시한 것이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 수처리 시스템은 하수 처리장이나 폐수 처리장에서 방류되는 1차 처리 방류수를 유입받는 원수조(10)를 구비한다.

원수조(10)의 후단에는 상기 원수조(10)로부터 1차 처리 방류수를 일정한 유량으로 공급받는 응집 교반조(12)가 설치되어 있고, 응집 교반조(12)의 후단에는 침전조(14)가 설치되어 있다. 상기 응집 교반조(12)와 침전조(14)는 1차 처리 방류수에 함유된 부유물을 제거하는 응집부(16)를 구성하는 것으로, 상기 응집 교반조(12)에는 부유물을 응집하기 위한 응집제, 예컨대 철염 또는 명반(alum) 등이 응집제 주입관(12a)을 통해 투입된다.

따라서, 응집 교반조(12)로 유입된 1처 처리 방류수의 부유물은 응집제에 의해 응집되며, 응집제에 의해 응집된 부유물은 응집 교반조(12)에서 배출되는 응집수와 함께 침전조(14)로 유입된 후 상기 침전조(14)에서 슬러지 형태로 배출된다. 그리고, 부유물이 제거된 상등수는 침전조(14) 후단에 배치된 활성탄 교반조(18a)로 공급된다.

상기 활성탄 교반조(18a)는 미분 활성탄 공급관(18b)과 함께 활성탄 처리부(18)를 구성하는 것으로, 상기 미분 활성탄은 상등수에 용해되어 있는 유기물을 흡착 제거하는 작용을 한다. 그리고, 유기물을 흡착 제거한 미분 활성탄은 활성탄 처리수와 함께 배출되어 활성탄 교반조(18a)의 후단에 설치된 저류조(20)로 공급되는데, 상기 저류조(20)에는 본 발명의 실시예에 따른 중공사 유닛(22)이 설치되어 있다.

상기 중공사 유닛(22)은 여러개의 중공사 모듈(22')들을 유닛화 한 것으로, 각각의 중공사 모듈(22')은 중공사막(24)과, 상기 중공사막(24)의 양쪽 단부를 각각 고정하는 한쌍의 헤드 어셈블리(26)들과, 양쪽 헤드 어셈블리(26)들을 일정한 간격으로 지지하는 지지 프레임(28)을 포함한다.

여기에서, 부품의 공용화를 가능하게 하기 위해 상기 한쌍의 헤드 어셈블리(26)들은 동일한 구성으로 형성하는 것이 바람직하므로, 이하에서는 중공사막의 아래쪽 단부를 고정하는 하측의 헤드 어셈블리에 대해서만 설명한다.

상기 헤드 어셈블리(26)는 중공사막(24)의 일측 단부가 삽입된 상태에서 접착제 등에 의해 고정되는 헤드(30)와, 접착제 등에 의해 상기 헤드(30)가 결합되는 캡(32)과, 헤드(30)와 캡(32)을 밀봉하는 밀봉 링(34)과, 헤드(30)에 인접한 위치에서 캡(32)에 고정되는 산기관(36)을 포함한다.

상기 헤드(30)는 중공사막의 단부가 고정되는 중공사막 고정부(30a)와, 지지 프레임(28)을 삽입하는 프레임 삽입부(30b)를 구비한다.

그리고, 상기 헤드(30)가 고정되는 캡(32)은 헤드(30)의 돌출부(30c)가 삽입되는 집수부(32a)와, 상기 집수부(32a)와 연통하는 여과수용 배관(30b)을 구비한다.

또한, 상기 캡(32)은 중공사막(24)을 세정하기 위한 세정 공기를 공급하는 공기 공급관(38)과 연결되는 2개의 공기 배관(32c)을 구비하는데, 이 공기 배관(32c)은 집수부(32a)와 인접한 위치에 마련된 공기 유입부(32d)에 연통된다.

여기에서, 상기 여과수용 배관(32b) 및 공기 배관(32c)은 캡(32)의 어느 한 면쪽으로만 돌출 형성하는 것이 바람직한데, 이는 이후 설명할 중공사 유닛화 과정에서 중공사 모듈간의 간격을 최소화하기 위한 것이다. 그리고, 상기 여과수용 배관(32b) 및 공기 배관(32c)의 돌출단부에는 단턱부를 형성하고, 반대쪽의 여과수용 배관 및 공기 배관 내면에는 단턱부가 삽입되는 단턱부 삽입홈을 형성하여 집수부(32a)에 집수된 여과수 또는 공기 유입부(32d)로 유입된 세정 공기의 누설을 방지하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 공기 배관(32c)의 외측으로 캡(32)에는 연결홀(32e)들이 각각 구비되는데, 상기 연결홀(32e)들에는 중공사 모듈들을 직렬로 여러개 배치한 후 상기 모듈들을 유닛화 하기 위한 연결봉(32f)이 삽입된다.

한편, 상기 공기 유입부(32d)에는 세정 공기를 배출하는 산기관(36)이 고정 설치되는데, 이때, 상기 산기관(36)의 단부(36a)는 도시한 바와 같이 헤드(30)의 중공사막 고정부(30a)에 고정된 중공사막을 향해 공기를 분출할 수 있도록 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 밀봉링(34)은 헤드(30)의 돌출부(30c) 외면과 캡(32)의 집수부(32a) 내면 사이에 설치된다.

이러한 구성의 헤드 어셈블리를 사용하여 형성한 중공사 모듈은 여러개를 직렬로 배치한 상태에서 한 개의 중공사 유닛(22)으로 형성할 수 있다.

이 경우, 상기 중공사 유닛(22)은 최전방에 배치된 중공사 모듈에 있어서, 하측에 배치된 헤드 어셈블리(26)의 공기 배관(32b)에 공기 공급관(38)을 연결하는 한편, 상측에 배치된 헤드 어셈블리(26)의 여과수용 배관(32c)에 여과수 배출관(40)을 연결하면 된다.

따라서, 중공사 유닛(22)의 설치 면적을 최소화 할 수 있고, 처리 용량의 증가에 용이하게 대응할 수 있으며, 유지관리 및 투자 비용의 절감이 가능하다.

그리고, 상기 저류조(20)의 후단에는 중공사 유닛(22)의 중공사막에 의해 여과된 여과수를 저장하는 처리수조(42)가 설치된다.

한편, 활성탄 교반조(18a)로 공급되는 미분 활성탄은 활성탄 교반조(18a)와 저류조(20)에서 체류하는 동안 유기물을 충분히 흡착하지 못할 수 있다.

따라서, 저류조(20)의 하부에 활성탄 피트(44a)를 설치하고, 상기 활성탄 피트(44a)를 순환 배관(44b)을 이용하여 활성탄 교반조(18a)에 연결하여 상기 활성탄 피트(44a)에 침전되는 미분 활성탄을 재순환시켜 활용한다. 여기에서, 상기 활성탄 피트(44a)와 순환 배관(44b)은 활성탄 순환부(44)를 구성한다.

이와 같이 하면, 미분 활성탄에 의한 유기물 흡착 능력을 극대화할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 도면에는 도시하지 않았지만, 일부 흡착력이 저하된 미분 활성탄은 주기적으로 계외로 배출하여 제거한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예로 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 수처리 시스템은 응집부와 활성탄 처리부 및 정밀 여과부를 분리 배치하고 활성탄을 순환시켜 재사용함으로써 부유물과 유기물의 흡착 제거 능력을 최대화하고, 정밀 여과부에서의 중공사막 오염을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 침지형 중공사 유닛은 여러개의 중공사 모듈을 밀착 배치함으로써 설치 면적을 최소화할 수 있으며, 세정을 위한 공기 배관과 여과수 배출을 위한 배출 배관을 중공사 유닛당 한개씩만 설치하면 되므로, 배관 및 시스템의 간략화로 유지관리가 용이하고 시공이 용이한 효과가 있다.

Claims (6)

1. 하수 또는 폐수중에 함유된 부유물을 제거하여 상등수를 생산하는 응집부;

   활성탄을 이용하여 상기 상등수에 함유된 유기물을 제거함으로써 활성탄 처리수를 생산하는 활성탄 처리부;

   중공사 모듈을 이용하여 상기 활성탄 처리수를 정밀 여과함으로써 처리수를 생하는 정밀 여과부; 및

   저류조에 구비되는 활성탄 집수 피트와 순환 배관을 구비하며, 상기 정밀 여과부로 유입된 활성탄 처리수에 포함된 활성탄을 상기 활성탄 처리부로 순환시키는 활성탄 순환부;

   를 포함하며, 상기 정밀 여과부는,

   활성탄 처리수를 유입받는 저류조와, 복수의 중공사 모듈들을 유닛화 한 중공사 유닛을 포함하며, 각각의 중공사 모듈은, 중공사막과, 상기 중공사막의 양쪽 단부를 각각 고정하는 한쌍의 헤드 어셈블리와, 양쪽 헤드 어셈블리를 일정한 간격으로 지지하는 지지 프레임을 포함하는 수처리 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 헤드 어셈블리는,

   중공사막의 일측 단부를 삽입 고정하는 헤드와, 상기 헤드가 결합되는 캡과, 헤드와 캡을 밀봉하는 밀봉 링과, 헤드에 인접한 위치에서 캡에 고정되는 산기관을 포함하는 수처리 시스템.
5. 제 4항에 있어서, 상기 헤드는 중공사막의 단부가 고정되는 중공사막 고정부와, 지지 프레임을 삽입하는 프레임 삽입부를 구비하며, 상기 헤드가 고정되는 캡은 헤드의 돌출부가 삽입되는 집수부와, 상기 집수부와 연통하는 여과수용 배관과, 중공사막을 세정하기 위한 세정 공기가 공기 공급관을 통해 유입되는 공기 배관과, 집수부와 인접한 위치에 마련되며 상기 공기 배관과 연통되는 공기 유입부와, 헤드 어셈블리 연결용 연결봉이 삽입되는 연결홀을 구비하는 수처리 시스템.
6. 삭제

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