KR100621193B1 - 오염수정화장치 및 오염수정화장치의 오염수정화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오염수정화장치 및 그 정화방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 오염수를 원심분리시켜 물보다 비중이 큰 입자상 오염물질 및 물보다 비중이 작은 입자상 오염물질을 분리하고, 다시 물보다 비중이 작으면서 비용해성인 액상의 오염불질을 분리시킨 후, 오염수를 경사판을 따라서 하측에서 상측으로 경사지게 이동시켜 물보다 비중이 큰 입자상의 오염물질을 침전시킨 다음, 미분리된 오염물질을 제거하기 위해 오염수를 소정의 필터재를 통해 통과시켜 여과함으로써, 물에 포함된 모든 오염물질을 일거에 제거시킬 수 있는 오염수정화장치 및 그 정화방법에 대한 기술이 개시된다.

정화, 정화조, 오염, 정화장치, 필터

Description

오염수정화장치 및 오염수정화장치의 오염수정화방법{A pollutant purification apparatus and pollutant purification method of the pollutant purification apparatus}

도1은, 본 발명의 실시 예에 따른 오염수정화장치에 대한 사시도이다.

도2는, 도1의 오염수정화장치에 대한 단면도이다.

도3은, 도1의 오염수정화장치의 작용상태도이다.

도4는, 도1의 오염수정화장치에서의 오염수정화방법에 대한 흐름도이다.

* 도면의 주요부호에 대한 설명

10: 제1챔버 10a: 유입관삽입홀

10b: 유출관삽입홀 10c, 10d: 회전안내판

20: 제2챔버 20a: 분리통

20b: 유출통 30: 제3챔버

31: 경사판 40: 제4챔버

40a, 4b: 필터재

본 발명은 오염물질이 혼합된 오염수(汚染水)로부터 오염물질을 분리하여 오염수를 정화시키기 위한 오염수정화장치에 관한 것이다.

일반적으로 수질오염원은 방지와 관리의 편의를 목적으로 점오염원과 비점오염원으로 구분된다. 점오염원은 하수장, 폐수처리장, 발전소, 폐광, 석유탱크, 유정 등과 같이 특정위치에서 하수관이나 도랑에 오염물질이 포함된 폐수가 배출되는 오염원을 말하는 것으로 처리가 비교적 용이하고 심각성을 쉽게 눈으로 확인할 수 있는 것을 말한다. 반면, 비점오염원은 여기저기 산재해 있는 넓은 지역에서 오염물질이 배출되는 것으로 삼림벌채지역, 도시지역, 공사장, 주차장, 도로 등의 지역을 지나 온 빗물이 지표면에 쌓여있는 오염물을 하천이나 바다 등에 유입시켜 오염을 유발시키는 것을 말하는 것으로 주로 비가 올 때나 눈이 녹아 흐를 때 발생한다.

점오염원은 특정한 오염물질을 오염수로부터 분리해내면 되므로, 그 특성에 맞는 정화장치를 설비하면 족하지만, 비점오염원에 의한 수질의 오염은 그 심각성이 눈으로 확연히 드러나지는 않으며, 오염물질의 배출량을 예측하기가 어렵고, 계절강수량에 따라 농도가 달라 효율적으로 처리하기가 어렵다. 따라서 오염원이 유발될 수 있는 지역 곳곳에 소규모의 처리시설을 설치하여 그때그때 처리할 수 있도록 하는 것이 효율적인데, 이러한 비점오염원에 혼재된 오염물질은 그 특성이 모두 다르고, 분리기술 또한 다르기 때문에 그러한 모든 오염물질을 효과적으로 제거시 킬 수 있는 정화장치의 필요성은 날로 증대되고 있다.

본 발명은 상기한 필요성에 의하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 하나의 정화장치에 의해 오염수에 혼재된 각종 오염물질을 효과적으로 분리해낼 수 있는 오염수정화장치 및 오염수정화장치의 오염수정화방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오염수정화장치는, 유입되는 오염수로부터 물보다 비중이 낮으며 비용해성인 액상의 오염물질을 분리시키는 제2챔버; 상기 제2챔버로부터 유입되는 오염수를 하측에서 상측으로 경사지게 이동시키며 입자상의 오염물질을 침전시켜 분리하는 제3챔버; 및 상기 제3챔버로부터 유입되는 오염수를 소정의 필터재를 통과시키면서 나머지 오염물질을 여과시키는 제4챔버; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 오염수정화장치는, 유입되는 오염수를 원심분리하여 물보다 비중이 큰 입자상의 오염물질 및 물보다 비중이 작은 입자상의 오염물질을 분리시킨 후 상기 제2챔버로 유출시키는 제1챔버를 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 하며, 여기서 상기 제1챔버는 유입되는 오염수를 회전시키기 위한 회전안내판을 가지는 것을 더 구체적인 특징으로 한다.

상기 제2챔버는, 상하방향으로 수직하게 배치되는 분리통; 및 상기 분리통의 하측에서 분리통의 내측으로 유입되는 오염수를 상기 제3챔버로 유출시키기 위한 유출관; 을 포함하는 것을 더 구체적인 특징으로 한다.

상기 제3챔버는 상기 제2챔버로부터 유입되는 오염수가 하측에서 상측으로 경사지게 이동되도록 적어도 하나 이상의 경사판을 포함하는 것을 더 구체적인 특징으로 한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오염수정화장치의 오염수정화방법은, 유입되는 오염수로부터 물보다 비중이 낮으며 비용해성인 액상의 오염물질을 분리시키는 제1단계; 상기 제1단계에서 상기 물보다 비중이 낮으며 비용해성인 액상의 오염물질이 분리된 오염수를 하측에서 상측으로 경사지게 이동시키면서 물보다 비중이 큰 입자상의 오염물질을 침전시켜 분리하는 제2단계; 및 상기 제1단계 및 제2단계에서 제거되지 아니한 오염물질을 소정의 필터재를 통과시켜 여과시키는 제3단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 오염수정화장치의 오염수정화벙법은, 상기 제1단계 전에 유입되는 오염수를 원심분리하여 물보다 비중이 크거나 작은 입자상의 오염물질을 분리시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 또 하나의 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 실시 예에 따른 오염수정화장치에 대한 사시도이고, 도2는 도1의 오염수정화장치에 대한 단면도이다.

도1 및 도2를 참조하면, 본 실시 예에 따른 오염수정화장치(100)는, 오염수를 원심분리시켜 오염수로부터 입자상의 오염물질을 분리시키는 제1챔버(10)와, 물보다 비중이 낮으면서 비용해성인 액상의 오염물질을 분리시키는 제2챔버(20)와, 오염수를 하측에서 상측으로 경사지게 이동시키면서 물보다 비중이 큰 입자상의 오염물질을 분리시키는 제3챔버(30)와, 상기 제1, 제2 및 제3챔버(10, 20, 30)로부터 분리되지 아니한 오염물질을 분리시키기 위한 제4챔버(40) 등을 포함하여 구성된다.

상기와 같은 각 구성을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 제1챔버(10)는, 일 측 벽에는 유입관(1)이 삽입되는 유입관삽입홀(10a)이 형성되어 있고, 타 측 벽에는 입자상 오염물질이 제거된 오염수를 상기 제2챔버(20)로 유출시키기 위한 유출관(2)이 삽입되는 유출관삽입홀(10b)이 형성되어 있으며, 양 측 벽에는 상기 유입관(1)을 통해 유입되는 오염수가 회전운동할 수 있도록 회전안내판(10c, 10d)이 벽면으로부터 소정의 각을 가지도록 각각 구성되어 있다. 상기 유입관(1) 및 유출관(2)은 도1에 도시된 바와 같이 양측 벽면을 향하여 상호 반대 방향으로 구부러져 있다. 따라서 유입관(1)으로 유입된 오염수가 유출관(2)을 통하여 직접 유출되지 아니하고, 벽면 및 회전안내판(10c, 10d)에 부딪히면서 회전 운동이 이루어지는 것이다.

상기 제2챔버(20)는, 상하 방향으로 수직하게 배치되는 분리통(20a)과, 상기 분리통(20a)의 하측에서 분리통(20a)의 내측으로 상승 유입되는 오염수를 상기 제3챔버(30)로 유출시키기 위한 유출통(20b) 등을 포함하여 구성된다. 즉, 상기 분리통(20a)은 수직하게 배치됨으로써, 물과 기름(물보다 비중이 작은 비용해성인 액상의 오염물질) 중 비중이 큰 물은 아래층에 위치되고 비중이 작은 기름은 위층에 위치되어 상호 분리되도록 하는 것이다.

상기 제3챔버(30)는, 다수개의 경사판(31)을 구성시키고 있다. 이러한 경사판(31)의 하단은 대부분 바닥면과 소정의 간격을 두고 상측에 배치되고, 제2챔버(20) 측에 가장 가깝게 구성되는 경사판(31a)의 상단은 제3챔버(30)의 상부벽과 붙어 있으며, 제4챔버(40) 측에 가장 가깝게 구성되는 경사판(31c)의 하단은 제3챔버(30)의 바닥면과 붙어 있다. 따라서 제2챔버(20)로부터 유입된 오염수는 경사판(31)의 하측에서 상측 방향으로만 이동되어지는 것이며, 오염수는 이러한 경사판(31)을 거슬러 오르면서 오염수에 혼재된 입자상의 물질이 침전되면서 정화되는 것이다.

상기 제4챔버(40)에는 바닥면과 소정의 간격을 두고 필터재(40a, 40b)가 구비되어 있다. 이러한 필터재(40a, 40b)는 목적에 따라서 다양하게 구성될 수 있다. 일반적으로 오염물질에는 모래나 흙 철조각 등과 같은 입자상 오염물질, 기름이나 유지류 등과 같이 물보다 비중이 작으면서 액상인 오염물질, 물에 용해되는 금속, 유기물, 총인, 용해성인, 총질소, 용해성 암모니아 등이 있다. 이러한 오염물질들 중에는 상기한 제1, 제2, 제3챔버에서 효과적으로 제거되지 못하는 오염물질(미세한 입자상물질, 물에 용해되는 금속, 유기물, 총인, 용해성인, 총질소, 용해성 암 모니아 등)이 있으며, 이러한 오염물질을 그 특성에 따라 제거시키기 위한 처리방법이 다르다. 따라서 필터재는 제거시키고자 하는 오염물질의 특성에 따라서 입자상 활성탄(GAC) 여과사(Sand), 페라이트, 제오라이트, 주름진 섬유포(Pleated Fabric) 등이 선택적으로 적용되거나 층을 달리하여 다수개가 구성될 수 있는 것이다. 본 실시 예에서는 바닥면에 가까운 층에는 자갈로 필터재(40a)를 구성시키고 자갈 위에는 모래로 필터재(40b)를 구성시킨 2단의 필터재를 구성시켰으며, 이러한 실시 예에 따른 제4챔버(40)에서는 제1챔버(10)나 제3챔버(30)에서 분리되지 아니한 입자상의 오염물질이 걸러지게 된다.

도3은, 도1의 오염수정화장치(100)에 대한 작용상태도이다.

이를 참조하여 도1의 오염수정화장치(100)의 작용에 대하여 설명한다.

먼저 유입관(1)을 통하여 오염수가 소정의 속도를 가지고 제1챔버(10)로 유입되면, 유입관(1)이 제1챔버(10)의 벽면으로 구부러져 있기 때문에 오염수가 벽면 측을 향하여 이동하면서 벽면 및 회전안내판(10c, 10d)에 부딪혀 회전하게 된다. 이러한 회전에 의하여 오염수로부터 입자상의 오염물질이 분리되면서 물보다 비중인 큰 입자상의 오염물질은 바닥으로 침사되고, 물보다 비중이 작은 입자상의 오염물질(스티로폴이나 나뭇조각 등과 같은 오염물질)은 물위로 뜨게 된다. 이러한 입자상의 오염물질이 분리된 오염수는 유출관(2)을 통하여 제2챔버(20)로 유출된다. 관리자는 물위에 뜬 물보다 비중이 작은 입자상의 오염물질은 걷어내고 제1챔버(10)의 바닥에 침사된 오염물질은 펌프를 통해 배출시키면 된다.

한편, 제2챔버(20)에서는 제1챔버(10)로부터 유입된 오염수 중에서 비용해성 이면서 물보다 비중이 작은 액상의 물질을 분리시킨다. 제2챔버(20)로 유입된 오염수는 비중이 큰 물이 아래층을 이루며 가라앉고 비중이 작은 물질은 위층을 이루며 뜨게 된다. 비중이 큰 물은 아래로 가라앉으면서 분리통(20a)의 하측에서 상승한 후 유출통(20b)을 통하여 제3챔버(30)로 유출되고, 비중이 작은 물질은 물 위에서 부유하면서 제2챔버(20) 내에 갇혀 있게 된다. 차후 관리자는 물 위에 뜬 비중이 작은 액상의 오염물질을 기름종이나 펌프와 같은 수단을 이용하여 제거시킨다.

제2챔버(20)로부터 제3챔버(30)로 유입된 오염수에는 제1챔버(10)에서 미쳐 분리되지 아니한 중간 입자 크기 이하의 입자물질이 혼재되어 있다. 따라서 오염수가 경사판(31)의 하측에서 상측으로 거슬러 올라가면서 제1챔버(10)에서 미쳐 분리되지 아니한 중간 입자 크기 이하의 입자물질이 분리되어 침전되는 것이다.

제4챔버(40)에는 목적에 따라서 어떠한 필터재를 구성시키는가에 의해 오염수로부터 제거되는 오염물질이 달라질 수 있다. 따라서 필터재의 선택적 구성여부에 따라서 미세한 입자상 오염물질, 생물학적 화학적 오염물질 등이 여과되어질 수 있다.

최종적으로 여과된 여과물질은 배출관(3)을 통하여 배출된다.

위에서 설명한 오염수정화장치(100)의 오염수정화방법을 도4의 흐름도를 참조하여 요약하되, 편의상 순서를 붙여 설명한다.

1. 제0단계-원심분리<S400>

유입되는 오염수를 원심분리하여 물보다 비중이 크거나 작은 입자상의 오염물질을 분리시킨다. 일반적으로 물보다 비중이 큰 입자상 물질은 그 크기에 따라서 대입자(大粒子), 중입자(中粒子), 소입자(小粒子), 미세입자(微細粒子)로 구분될 수 있다. 이 중 제1단계에서 분리되는 입자는 대입자와 중입자 정도만이 걸러지고, 소립자나 미세입자는 유속의 흐름에 따라 오염수에 혼재되면서 같이 이동하게 된다.

2. 제1단계-기름분리<S401>

상기 제0단계에서 비교적 알갱이가 크고 무거운 오염물질이 분리된 오염수로부터 물보다 비중이 작으며 비용해성인 액상의 오염물질을 분리시킨다.

3. 제2단계-경사이동<S402>

상기 제1단계에서 상기 물보다 비중이 작으며 비용해성인 액상의 오염물질이 분리된 오염수를 하측에서 상측으로 경사지게 이동시키면서 물보다 비중이 큰 입자상의 오염물질을 침전시켜 분리시킨다. 여기서 분리되는 입자상의 오염물질은 소립자 정도의 크기를 가지며, 미세입자나 콜로이드 상태의 혼재물질은 오염수의 이동과 함께 계속하여 이동하게 된다.

4. 제3단계-여과<S403>

상기 제0단계, 제1단계 및 제2단계에서 제거되지 아니한 오염물질을 소정의 필터재를 통과시켜 여과시켜 최종적으로 정화처리한다. 여기서 정화되는 오염물질은 필터재의 선택적 적용에 따라서 미세입자, 생물학적 화학적 오염물질 등일 수 있다. 물론, 필터재를 여러 층으로 구성시켜 다양한 종류의 오염물질을 걸러내는 방법을 가질 수도 있다.

5. 배출<S404>

상기 제0단계 내지 제3단계를 거친 후 정화된 정화수는 배출관(3)을 통해 배출시킨다.

한편, 상술한 실시예에서 물보다 비중이 큰 오염물질을 분리하기 위한 챔버는 제1 및 제3챔버(10, 30)이며, 제4챔버(40)의 경우에도 필터재의 선택에 따라서 미세입자를 분리시킬 수 있을 것이다. 이러한 제1, 제2, 제4챔버(10, 30, 40)는 오염수가 흐르는 순서에 따라서 순서적으로 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 제2챔버(20)는 기름과 같은 오염물질을 제거시키기 때문에 제4챔버(40)보다 순서적으로 먼저 구성되어야 바람직하다. 왜냐하면, 제4챔버(40)에 구성되는 필터재가 기름 등에 오염되어 필터의 기능을 상실할 수 있기 때문이다.

이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며. 본 발명은, 후술되는 청구범위에 기재된 기술사상과 그 균등한 영역에 의하여 파악되어야 할 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 오염수정화장치 및 그 방법에 따르면, 점오염원과 비점오염원 중 특히 비점오염원으로부터 오염된 오염수에 혼재된 다양한 종류의 오염물질을 순차적으로 일거에 제거시킬 수 있는 효과가 있으며, 기름과 같은 비용해성의 액상인 오염물질을 필터재에 의한 여과보다 먼저 구성시킴으로써, 필터재의 수명을 길게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 유입되는 오염수로부터 물보다 비중이 낮으며 비용해성인 액상의 오염물질을 분리시키는 제2챔버;

   상기 제2챔버로부터 유입되는 오염수를 하측에서 상측으로 경사지게 이동시키며 입자상의 오염물질을 침전시켜 분리하는 제3챔버; 및

   상기 제3챔버로부터 유입되는 오염수를 소정의 필터재를 통과시키면서 나머지 오염물질을 여과시키는 제4챔버; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수정화장치.
2. 제 1항에 있어서,

   유입되는 오염수를 원심분리하여 물보다 비중이 큰 입자상의 오염물질 및 물보다 비중이 작은 입자상의 오염물질을 분리시킨 후 상기 제2챔버로 유출시키는 제1챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수정화장치.;
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1챔버는 유입되는 오염수가 회전운동할 수 있도록 양 측 벽에 벽면으로부터 소정의 각을 가지도록 구성되는 회전안내판을 가지는 것을 특징으로 하는 오염수정화장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제2챔버는,

   상하방향으로 수직하게 배치되는 분리통; 및

   상기 분리통의 하측에서 분리통의 내측으로 유입되는 오염수를 상기 제3챔버로 유출시키기 위한 유출통; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수정화장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제3챔버는 상기 제2챔버로부터 유입되는 오염수가 하측에서 상측으로 경사지게 이동되도록 양 측벽에 부착되는 적어도 하나 이상의 경사판을 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수정화장치.
6. 유입되는 오염수로부터 물보다 비중이 낮으며 비용해성인 액상의 오염물질을 분리시키는 제1단계;

   상기 제1단계에서 상기 물보다 비중이 낮으며 비용해성인 액상의 오염물질이 분리된 오염수를 하측에서 상측으로 경사지게 이동시키면서 물보다 비중이 큰 입자상의 오염물질을 침전시켜 분리하는 제2단계; 및

   상기 제1단계 및 제2단계에서 제거되지 아니한 오염물질을 소정의 필터재를 통과시켜 여과시키는 제3단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수정화장치에 의한 오염수정화방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제1단계 전에 유입되는 오염수를 원심분리하여 물보다 비중이 크거나 작은 입자상의 오염물질을 분리시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염수정화장치의 오염수정화방법.

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