KR100738908B1

KR100738908B1 - 오·폐수처리 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR100738908B1
Application number: KR1020050094572A
Authority: KR
Inventors: 김상진; 유정빈; 임규묵
Original assignee: 주식회사 아이앤이
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2007-07-12
Also published as: KR20060052133A

Abstract

개시된 본 발명은, 축산분뇨 집수조에 모인 오·폐수의 고상성분과 액상성분을 먼저 분리하기 위한 고액분리 드럼세퍼레이터와, 고액분리 드럼세퍼레이터로부터 분리된 액상성분이 응집제와 함께 펌프에 의해 투입되어 교반을 함으로써 응집이 일어나게 하기 위한 다단의 응집조와, 이 응집조로부터 나온 응집된 성분과 액상성분을 분리하기 위한 여과부와, 이 여과부로부터 분리된 액상성분을 미생물에 의해 정화시키기 위한 미생물 칩(chip)을 포함하는 정화부와, 미생물 반응탱크를 거쳐 정화된 물의 색깔을 화학반응에 의해 탈색시키기 위한 탈색조를 구비하는 오·폐수처리 시스템 및 이를 이용한 오·폐수 처리방법에 관한 것이며, 이와 같은 구성의 오·폐수처리 시스템 및 이를 이용한 오·폐수 처리방법은 고액분리 드럼세퍼레이터를 이용하여 고형화 된 성분을 분리하고, 응집시킨 후에 2차로 고액분리를 하여 여과 효율을 최대화하는 효과를 제공한다.

축산, 오·폐수, 드럼세퍼레이터, 정화, 미생물 칩, 서랍체, 산소

Description

오·폐수처리 시스템 및 방법{Purifying and Treatment System of Contaminated Waste Water and the Method thereof}

도 1은 종래의 기술에 따른 일반적인 폐수처리 시스템을 개략적으로 도시한 단면도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오·폐수처리 시스템을 도시한 구성도,

도 3은 도 2에 도시한 오·폐수처리 시스템의 드럼세퍼레이터를 도시한 단면도,

도 4는 도 2에 도시한 여과조를 도시한 단면도,

도 5는 도 2에 도시한 스크린 여과탱크를 도시한 단면도,

도 6은 도 2에 도시한 필터조를 도시한 단면도,

도 7은 도 2에 도시한 정화탱크를 도시한 단면도,

도 8a는 도 2에 도시한 오·폐수처리 시스템의 미생물 처리부의 정면도,

도 8b는 도 3a에 도시한 미생물 처리부 서랍체의 사시도,

도 9는 본 발명에 따른 오·폐수를 처리하는 방법의 공정을 도시한 공정도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1000 : 컨테이너 1100 : 오폐수집수조

1200 : 고액분리 드럼세퍼레이터 1300 : 응집조

1350 : 산화철저장조 1360 : 응집제교반기

1410 : 여과조 1420 : 스크린여과탱크

1430 : 필터조 1510 : 정화탱크

1540 : 미생물 반응탱크 1550 : 산소발생기

1600 : 탈색조

본 발명은 축산분뇨 등의 오·폐수를 처리하는 오·폐수 정화 시스템에 관한 것으로서, 특히 탈수와 찌꺼기의 분리 및 정화를 효율적으로 할 수 있도록 한 축산 오·폐수의 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 소, 돼지, 닭 등의 가축이 사육되는 축사에는 분뇨가 쌓이게 되므로 이를 수시로 청소하여 제거해 주어야만 환경을 보호하고, 사육되는 가축들의 건강을 유지할 수 있게 된다.

따라서 상기 축사에 있어 바닥의 분뇨를 청소하는 작업은 배수로 측으로 기울어지게 형성된 바닥면에 분뇨가 쌓이고, 이에 불을 살수하여 청소해 주는 방법이 대부분 이용되고 있으나, 그 과정에서 많은 양의 물에 분뇨가 함유되므로, 이를 정화하여 처리하는 방법이 필요한 바, 이 때 많은 문제들이 제기되어 왔었다.

즉, 가축분뇨가 함유되어 있는 폐수는 수질악화 등의 환경오염의 주요인으로 부각됨에 따라 미생물을 이용한 정화처리장치에서 상당한 기간 동안 정화시켜 준 다음에 외부로 방출하여야 하므로, 정화처리비용이 많이 들고, 오랜 시간동안 처리해야 하는 등 축산농가에 있어 막대한 부담으로 작용하여 왔다.

또한, 다른 한편으로는 오·폐수에 섞여 있는 가축털 등의 고형물은 미생물에 의해 분해 및 발효처리 작업이 거의 이루어지지 않아 전체적인 정화효율이 저하되는 원인이 되고 있으며, 특히 농업용 발효퇴비로서의 가치가 매우 높은 분뇨를 폐기함으로써 자연의 자원을 낭비하는 결과가 되어 왔다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 축산 폐수 찌꺼기 걸름장치(국내 공개 제2002-94575호)가 안출된 바 있으며, 이는 도 1에 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 전,후방 고정체(3, 4) 중심 부위에 진동회전축(6)을 축설하되, 상기 진동회전축(6)의 양단 부위에는 스프링(7)이 개재된 상태의 지지구(8)를 설치하여 진동회전축(6)에 회전력이 전달될 때 진동상태로 회전되도록 구성된다.

또한, 고형물 배출스크루(10)의 외경 측에는 걸름망(11)이 형성되는 한편, 상기 걸름망(11)의 하방에는 배수구(12)가 형성되어 걸러지는 폐수가 폐수 정화조(13)로 유입되도록 하고, 상기 전방 고정체(3)의 하부로는 유출구(14)를 설치하여 고형폐기물이 유출되도록 구성한다.

미설명된 부호 15는 폐기물 공급파이프, 16은 구동모터, 17은 감속기, 18은 폐기물 저장조를 각각 나타낸 것이다.

그러나 상기의 장치는 오·폐수의 시간당 처리량이 적을 뿐 아니라, 진동에 따른 고장이 잦고, 따라서 유지보수에 비용이 많이 소모되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 분뇨 청소작업에 따른 오·폐수처리장치는 오·폐수 중에 함유되어 있는 각종 찌꺼기를 걸러주기 위한 정화시설과 탈수시설을 별도로 구성하여 설치해 왔기 때문에, 필요 이상으로 부대시설을 요하는 경제적인 부담과 이를 조작 관리하기 위한 전문인력은 물론 설치장소를 넓게 차지하는 등의 문제점이 있어 왔다.

따라서, 이와 같은 어려운 문제들 때문에 많은 양의 폐수가 그대로 방류되고 있어서, 자연환경을 저해하는 공해의 요인이 될 뿐 아니라, 수질오염이 심각한 실정이다.

따라서, 상기한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 방식의 오·폐수처리 시스템 및 처리방법이 요구되고 있다.

본 발명은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 사전처리로서 고액분리 드럼세퍼레이터를 이용하여 회전을 통한 원심력에 의해 고형화 된 성분을 분리하고, 응집제에 의하여 응집시킨 후에 다시 2차로 고액분리를 함으로써, 오·폐수의 여과 효율을 최대화한 오·폐수 처리시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 전체 시스템을 하나의 컨테이너에 일체화 함으로써, 간편하고 신속하게 이동 및 설치를 할 수 있는 축산 오·폐수 처리시스템을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 미생물 반응을 통해 정화하는 데 있어, 미생물 반응탱크를 서랍식으로 구성함으로써, 내부의 미생물 칩 전체를 들어내는 종래의 방식에 비하여 서랍을 잡아 당겨 용이하게 미생물 칩을 보충하거나 교환할 수 있어, 인력 및 시간을 절감할 수 있는 축산 오·폐수 처리 시스템을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 미생물 반응탱크 내에 충진되는 미생물 칩은 삼나무를 가공하여 만들어 진 것으로서, 미생물의 서식과 이를 통한 정화에 탁월한 효과가 있는 축산 오·폐수 처리 시스템을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 미생물 탱크 내에서 오·폐수를 정화시키는데 있어, 미생물의 충분한 활동을 위하여 산소발생기를 부가함으로써, 더욱 낮은 농도의 불순물을 함유한 정화수를 얻을 수 있는 효과가 있는 축산 오·폐수 처리 시스템을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 드럼세퍼레이터의 외통 내부면에 설치되는 고압의 분사장치에서 정기적으로 물을 고압으로 분사함으로써, 외통에 형성된 타공이 고형분에 의해 막히는 것을 방지하도록 하여, 이에 필요한 인력 또는 장비 및 작업시간을 줄일 수 있는 축산 오·폐수 처리 시스템을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 축산분뇨 집수조에 모인 오·폐수의 고상성분과 액상성분을 먼저 분리하기 위한 고액분리 드럼세퍼레이터와, 상기 고액분리 드럼세퍼레이터로부터 분리된 액상성분이 응집제와 함께 펌프에 의해 투 입되어 교반을 함으로써 응집이 일어나게 하기 위한 다단의 응집조와, 상기 응집조로부터 나온 응집된 성분과 액상성분을 분리하기 위한 여과부와, 상기 여과부로부터 분리된 액상성분을 미생물에 의해 정화시키기 위한 미생물 칩(chip)을 포함하는 정화부와, 상기 정화부를 거쳐 정화된 물의 색깔을 화학반응에 의해 탈색시키기 위한 탈색조를 구비하는 오·폐수처리 시스템에 관한 것이다.

이때, 상기 고액분리 드럼세퍼레이터는, 프레임에 고정된 외통과, 상기 외통의 내부에 설치되어 고속으로 회전하고 끝단에 슬러지 배출구가 형성됨과 동시에 그 표면에 오폐수를 배출하기 위한 다수의 구멍이 형성된 타공판으로 구성되는 내통과, 상기 내통을 관통하여 상기 내통보다 저속으로 회전하고 오·폐수가 공급되는 회전 파이프를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고액분리 드럼세퍼레이터의 외통 내면에 고압 분사노즐이 설치되어, 세척수를 상기 고압 분사노즐에 의해 분사함으로써, 타공망으로 이루어진 외통에 형성된 구멍이 막히는 것을 정기적으로 청소해 주는 방식을 채용한 것이 바람직하다.

그리고 상기 드럼세퍼레이터는 각각 투입구 쪽이 낮고, 상기 슬러지 배출구 쪽이 높게 기울어진 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 응집조는, 산화철이 투입되기 위한 산화철 저장조와, 응집제가 저장되는 응집제 교반기가 연결된 응집조 교반기가 4단으로 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서 상기 여과부는, 상기 응집조에서 유입된 응집수 및 슬러지를 복수의 단을 거쳐 슬러지는 외부로 배출시키고 분리된 액상은 하부로 축출하는 여과조와, 상기 여과조의 하부로 축출된 액상을 1200mesh 이상의 메쉬를 통과시키는 스크린 여과탱크, 및 상기 스크린 여과탱크로부터 유입된 물을 카트리지 필터를 통과시켜 배출하는 필터조를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 정화부는, 미생물 반응탱크와, 상기 미생물 반응탱크에 인출가능하도록 삽입되는 다단(多段)의 서랍체를 구비하여, 상기 서랍체의 내부에 장입되는 미생물 칩을 교환 또는 보충하는 경우에 상기 각각의 서랍체를 잡아당겨 미생물 칩을 교환 또는 보충할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

여기서 상기 서랍체는 타공망으로 이루어지고, 상기 서랍체의 정면에는 상기 서랍체를 인출할 수 있도록 손잡이가 설치될 수 있다.

상기 미생물 칩은 삼나무를 사선방향으로 2 내지 3mm 정도의 크기로 절단하고, 섭씨 120도 내외의 스팀(steam)으로 3 내지 4분 정도 쪘다가 수세하는 공정을 반복하여, 상기 미생물 칩의 표면에 존재하는 기공(氣空) 내의 불순물을 제거하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 정화부는, 상기 미생물 칩의 표면에 서식하는 미생물에 의해 오·폐수를 효과적으로 정화하기 위해 산소를 공급하는 산소발생기를 구비할 수 있다.

또한, 상기 정화부는, 제오라이트층 및 카본과 모래의 혼합물층을 통과시켜 여과부를 통하여 공급된 물을 BOD 1,500ppm 이하의 정화수로 만들어 미생물 반응탱크로 공급하는 정화탱크를 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고액분리 드럼세퍼레이터 및 여과부로부터 분리되는 고형화된 성분을 퇴비화 등에 사용되도록 저장하는 슬래그 탱크(slag tank)가 더 구비될 수 있다.

또한 본 발명은, 축산분뇨 집수조에 분뇨를 포함한 오·폐수를 집수하는 단계와, 상기 집수조에 모인 오·폐수의 고상성분과 액상성분을 고액분리 드럼세퍼레이터를 이용하여 분리하는 단계와, 상기 고액분리 드럼세퍼레이터로부터 분리된 액상성분이 응집제와 함께 펌프에 의해 투입되어 교반을 함으로써 응집이 일어나게 하는 단계와, 스크루 필터링 장치를 이용하여 상기 응집조로부터 나온 응집된 성분과 액상성분을 분리하는 단계와, 미생물 반응탱크 내부에 충진된 미생물 칩을 이용하여 상기 스크루 필터링 장치로부터 분리된 액상성분을 미생물에 의해 정화시키는 단계와, 상기 미생물 반응탱크를 거쳐 정화된 물을 탈색조에서 화학반응에 의해 탈색시키는 단계와, 상기 탈색된 물을 방류파이프를 통해 방류하거나 재활용하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 오·폐수 처리방법에 관한 것이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 축산 오·폐수 처리장치의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 축산농가에서 발생하는 가축 분뇨가 함유된 오·폐수를 처리하기 위한 처리시스템을 도시한 구성도이다.

도면을 참조하면, 축산분뇨 집수조(1100)에 모인 오·폐수는 펌프(1110)에 의하여 고상성분을 액상성분과 분리하기 위한 고액분리 드럼세퍼레이터(1200)로 들어가게 되고, 분리된 액상성분은 집수조(1250)로 모이고, 고상성분은 슬러지 탱크 (1240)로 모여 분리된다.

상기 집수조(1250)에 모인 액상성분은 다시 펌프(1260)에 의하여 다단의 응집조(1300)로 들어가고, 동시에 응집제 교반기(1360)에 저장된 응집제와 산화철 저장조(1350)에 저장되어 있는 산화철이 상기 4개의 응집탱크들(1310,1320,1330,1340)로 구성된 응집조(1300)로 인입된 후 교반되어 상기 집수조(1250)의 액상 성분 중 유기물을 응집시켜 분리하게 된다.

이때, 상기 응집조(1300)는, 산화철이 투입되기 위한 산화철 저장조(1350)와, 응집제가 저장되는 응집제 교반기(1360)가 연결된 응집탱크(1310, 1320, 1330, 1340)가 4단으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 응집조(1300)로부터 나온 응집된 성분과 액상성분을 분리하기 위하여 여과조(1410), 스크린 여과탱크(1420) 및 필터조(1430)으로 이루어진 여과부가 설치되고, 상기 여과부에 의하여 고상성분 및 액상성분이 각각 분리되며, 상기 분리된 액상 성분은 정화탱크(1510)를 거쳐 1차적으로 정화되고 집수조(1520)를 통하여 펌프(1530)에 의하여 미생물 반응탱크(1540)로 분사노즐(1541)을 통하여 인입된다.

상기 미생물 반응탱크(1540)는, 상기 여과부로부터 분리된 액상성분을 미생물에 의해 정화시키기 위한 미생물 칩을 내장하여 상기 미생물 칩의 기공에 서식하는 미생물과의 반응에 의하여 물을 정화시키게 된다.

또한, 상기 미생물 반응탱크(1540)에는 산소발생기(1550)가 부가될 수 있는데, 상기 산소발생기(1550)에 의하여 발생된 산소는 산소공급노즐(1552, 1554, 1555, 1556)을 통하여 상기 미생물 반응탱크(1540)로 공급되어, 상기 미생물 반응 을 촉진시켜 준다. 미설명된 도면 부호 1551, 1553, 1555, 1557은 밸브이다.

또한, 상기 정화부를 거쳐 정화된 물은 집수조(1560)로 모인 후, 별도의 화학반응에 의해 탈색시키기 위한 탈색조(1600)를 구비하고, 상기 탈색조(1600)에 의하여 정화된 물을 투명하게 탈색하는 기능을 하게 되며, 상기 탈색된 물은 방류라인(1710)을 통하여 방류되거나, 재활용라인(1720)을 통하여 재활용 공정으로 이송된다.

이러한 축산 오폐수를 처리하기 위한 전체 시스템은 하나의 컨테이너(container, 1000)에 내장하여 일체화함으로써 제품의 이동 및 설치가 간단하고 용이하여, 설치에 드는 시간이 획기적으로 절약되며, 경제적인 잇점을 가질 수 있게 된다.

또한, 상기의 오폐수 처리시스템 전체가 하나의 컨테이너(1000)에 수용됨으로써 전체적인 완결된 시스템으로서 기능하게 된다. 미설명 부호 1351, 1352는 상기 산화철 저장조(1350) 및 응집제 저장조(1360)로부터 산화철 및 응집제를 상기 응집조(1300)로 공급하기 위한 펌프이다.

본 발명에 따른 상기 드럼세퍼레이터(1200)는 도 3에 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 고액분리 드럼세퍼레이터(1200)는, 지지 프레임(frame, 1215)에 고정된 외통(1210)과, 상기 외통(1210)의 내부에 설치되어 고속으로 회전하고 끝단에 슬러지 배출구(1213)가 형성된 타공판으로 구성되는 내통(1220)과, 상기 내통(1220) 내부에서 저속으로 회전하고 오·폐수가 공급되며 그 표면에 오폐수를 상기 내통(1220)으로 배출하기 위한 다수의 구멍(1231)이 형성되 는 내부 회전파이프(1230) 및 고형 성분을 상기 내통(1220)의 경사면을 따라 압축하며 이송시키기 위한 스크루(1232)를 구비한다.

이때, 상기 회전파이프(1230)의 양 끝단은 로타리 조인트(rotary joint, 미도시)에 의해 결합되어 회전하게 되고, 상기 회전파이프(1230)의 높이가 낮은 끝단부에는 오폐수가 공급되는 공급관(미도시)이 내장되어, 상기 공급관을 통해 처리하고자 하는 오폐수가 공급되도록 구성된다.

이때, 상기 외통(1210)은 전체 드럼 세퍼레이터(1200)를 보호하고, 그 내부에 세척장치로서 고압의 물을 분사하기 위한 세척수과(1211) 및 상기 세척수관(1211)에 형성되어 상기 내통(1220)의 표면으로 물을 고압으로 분사시키기 위한 복수 개의 세척수 분사노즐(1212)을 더 구비한다.

기존의 고액분리 과정은 사람의 인력에 의하거나, 이를 흔들어 주는 진동방식으로 막힌 타공망을 뚫어주는 것이 일반적이었으나, 상기 외통(1200) 내면에 설치되는 세척수관(1211) 및 세척수 분사노즐(1212)에 의하여, 세척수를 상기 타공망으로 이루어진 내통(1220)에 분사함으로써, 상기 내통(1220)에 형성된 타공망(1231)이 막히는 것을 정기적으로 청소해 주게 된다.

즉, 상기 집수조(1100)가 차면 시스템이 가동하고, 집수조(1100)이 비면 시스템을 정지시키고, 세척수관(1212) 및 분사노즐(1212)에 의해 타공망(1231)을 깨끗하게 청소해 줌으로써, 자동화가 가능해 지며, 상기 드럼세퍼레이터(1200)의 가동에 따라 상기 내통(1220)의 표면에 형성된 많은 타공망(1231)에 분뇨 등의 고상 불순물이 끼어 막히는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 내통(1220)의 표면은 타공망으로 구성되어 V벨트(1224) 및 풀리(1223, 1225)에 의해 전달되는 구동모터(1222)의 구동력에 의하여 고속으로 회전하고, 내부의 스크루(1232) 및 회전파이프(1230)의 회전은 체인(1235)과 스프라켓(1234, 1236)으로 전달되는 구동모터(1233)에 의하여 구동하게 하여 저속으로 회전하도록 함으로써, 상기 내통(1220)의 회전에 따른 원심력에 의해 오·폐수의 수분함량을 줄일 수 있게 된다. 이에 따라 기존의 방식에서는 찌꺼기를 추출하여 이를 퇴비화 하는 경우에 왕겨나 톱밥 등을 투입하여 전체적인 수분의 함량을 줄이는 것이 일반적이었으나, 본 발명에 의하면 상기 드럼세퍼레이터(1200)의 작동에 의하여 처리되는 오폐수로부터 분리되는 고형성분인 슬러지에 수분의 함유량이 적어져 상기 퇴비화 공정에서 왕겨 또는 톱밥 등의 사용이 불필요하다.

도 4는 도 2에 도시된 여과조를 나타낸 단면도이다. 도시된 바와 같이, 응집조(1300)를 통과하여 유입된 응집액은 진동스크린(1412)를 통과한다. 이 진동스크린(1412)과 이와 연결되어 설치된 제1타공망(1413)은 하부로 뚫린 통공이 형성되어 있어 물과 미세한 슬러지를 하부로 유입시킨다. 위에 남겨진 상대적으로 입자가 큰 슬러지는 스프레파(1411)를 통하여 외부로 배출된다. 제1여과조(1414)의 외부와 제2여과조(1415)의 외부로 유입된 물은 제2타공망(1418)을 통하여 상기 제1여과조(1414)로 유입되며 미세 슬러지는 상기 제1여과조(1414)에 유입되지 못하고 바닥에 싸여 외부로 배출된다. 제1여과조로 유입된 물은 폭기 장치(1414a)에의해 생기 거품과 함께 제2여과조(1415)의 외부로 들어가고, 제3여과조(1416)와 제4여과조(1417)에도 같은 방식으로 미세 슬러지가 제거된 물이 유입된다. 여기서 제4슬러지 (1417)에는 폭기장치가 따로 설치되지 않고 안정된 물이 배출관(1419)를 통하여 배출된다.

도 5는 도 2에 도시된 스크린 여과탱크(1420)을 나타낸 단면도이다. 도시된 바와 같이, 상기 응집조(1300)로 부터 유입관(1421)을 통하여 유입된 물은 미세메쉬(1422)가 칸막이 형태로 설치된 스크린 여과탱크(1420)에서 다시 한 변 여과된다. 이 스크린 여과탱크(1420)의 하측에는 산소주입관(1423)을 통하여 용존산소량을 증가시켜 유출관(1425)를 통하여 다음 단계로 유출시킨다. 이 스크린 여과탱크(1420)에도 다수 개의 폭기장치(1424)가 설치될 수 있다.

그리고 도 6은 도 2에 도시된 필터조(1430)를 나타낸 단면도이다. 도시된 바와 같이, 투입구(1431)를 통하여 유입된 물은 카트리지필터(1432)를 통과하여 유출구(1434)로 유출된다.

본 발명에 따른 정화부는 도 7 내지 도 8b에 자세히 도시되어 있다.

도 7은 도 2에 도시된 정화탱크(1510)를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 상기 여과부를 통하여 여과작업이 끝난 물이 투입관(1511)을 통하여 유입되고, 다 단의 메쉬를 거쳐 제오라이트조(1512)와 카본 및 모레조(1513)를 통과하여 배출관(1514)로 배출된다. 카트리지 필터(1432)에서 BOD 3,000ppm까지 정화된 물은 이 정화탱크(1510)를 통하여 BOD 1,500ppm 이하로 정화될 수 있다.

도 8a는 도 2에 도시한 미생물 처리부의 정면도이고, 도 8b는 서랍체를 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 상기 정화부는 전체 프레임을 구성하는 미생물 반응탱크(1540)와, 상기 미생물 반응탱크(1540)에 내장되고 타공망으로 이루어진 다 단(多段)의 서랍체(1542)를 구비하며, 상기 서랍체(1542)의 내부에 미생물 칩이 장입된다.

상기 미생물 정화를 위한 서랍체(1542)는 타공망(1544)으로 구성되어 미생물 칩은 밖으로 빠져 나가지 않고, 정화시키고자 하는 오·폐수만 빠져 나갈 수 있도록 구성되며, 상기 서랍체(1542)의 정면에는 손잡이(1543)가 설치됨으로써, 상기 미생물 칩을 교환하거나 보충할 경우에 상기 서랍체(1542)의 손잡이(1543)를 잡고 앞으로 당겨 빼냄으로써 누구나 쉽게 작업이 가능하게 된다.

즉, 상기 미생물 반응탱크(1540)로 이송되어 온 액상성분은, 상기 미생물 칩에 서식하는 미생물에 의하여 정화가 이루어지게 되는데, 상기 서랍체(1542)의 정면에 설치되는 손잡이(1543)를 잡아당겨 인출하고 미생물 칩을 교환 또는 보충함으로써, 기존의 방식에 따라 미생물 칩 전체를 들어 내는 방식에 비하여 교환 및 보충이 누구나 용이하고, 보충에 필요한 시간도 단축되는 유리한 효과가 있게 된다.

또한, 상기 미생물 칩은 삼나무를 사선방향으로 2 내지 3mm 정도의 크기로 절단한 다음, 스팀으로 섭씨 120도 내외의 온도에서 3 내지 4분 정도 쪘다가 수세하는 공정을 반복하여, 미생물 칩의 표면에 존재하는 기공 내의 불순물을 제거하고, 미생물이 잘 살 수 있는 환경을 조성해 준다.

상기 미생물 칩은, 종래에 주로 사용하던 톱밥과는 달리, 그 표면에 많은 기공이 형성되어 있어 미생물이 잘 서식하게 되므로 오·폐수의 유기물질을 정화해 주는 효과가 탁월한 장점이 있으며, 전체적인 교환을 하지 않고 일부의 보충을 통하여 사용이 가능하다는 잇점이 있다.

도 9는 본 발명에 따른 축산분뇨 등을 포함하는 오폐수 처리방법의 공정을 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 축산분뇨 집수조(1100)에 분뇨를 포함한 오·폐수를 집수하는 단계(S10)와, 상기 집수조에 모인 오·폐수의 고상성분과 액상성분을 고액분리 드럼세퍼레이터(1200)를 이용하여 분리하는 단계(S20)와, 상기 고액분리 드럼세퍼레이터(1200)로부터 분리된 액상성분이 응집제와 함께 펌프에 의해 투입되어 교반을 함으로써 응집이 일어나게 하는 단계(S30)와, 여과부에서 상기 응집조로부터 나온 응집된 성분과 액상성분을 여과하는 단계(S40)와, 상기 여과부로부터 분리된 액상성분을 정화부에서 정화시키는 단계(S50)와, 상기 정화부를 거쳐 정화된 물을 탈색조에서 화학반응에 의해 탈색시키는 단계(S60)와, 상기 탈색된 물을 방류파이프를 통해 방류하거나 재활용하는 단계(S70)를 구비한다.

물론, 상기의 과정에서 미생물 반응에 의한 정화단계(S50)에는 산소발생기에 의한 산소공급이 부가될 수 있음은 물론이다.

상기 공정에 의한 오폐수 처리시스템에 의해 최종 처리가 완료되면 30ppm 이하의 정화된 물이 얻어질 수 있게 된다. (현재 환경기준은 120ppm)

상술한 바와 같이 고액분리 드럼세퍼레이터와, 교반 및 응집이 일어나게 하기 위한 다단의 응집조와, 응집된 성분과 액상성분을 분리하기 위한 스크루 필터링 장치와, 미생물 칩을 포함하는 미생물 반응부와, 상기 미생물 반응부에 의해 정화된 물을 탈색시키기 위한 탈색조를 구비하는 오·폐수처리 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 사전처리로서 고액분리 드럼세퍼레이터를 이용하여 고형화 된 성분을 분리하고, 응집시킨 후에 다시 2차로 고액분리를 하여 여과 효율을 최대화하는 효과를 제공한다.

둘째, 전체 시스템을 하나의 컨테이너에 일체화 함으로써, 간편하고 신속하게 이동 및 설치를 할 수 있는 효과를 제공한다.

셋째, 미생물 반응을 통해 정화하는 데 있어, 미생물 반응탱크를 서랍식으로 구성함으로써, 내부의 미생물 칩 전체를 들어내는 종래의 방식에 비하여 서랍을 잡아 당겨 용이하게 미생물 칩을 보충하거나 교환할 수 있어, 인력 및 시간을 절감하는 효과를 제공한다.

넷째, 미생물 반응탱크 내에 충진되는 미생물 칩은 삼나무를 가공하여 만들어 진 것으로서, 미생물의 서식과 이를 통한 정화에 탁월한 효과를 얻을 수 있게 된다.

다섯째, 미생물 탱크 내에서 오·폐수를 정화시키는데 있어, 미생물의 충분한 활동을 위하여 산소발생기를 부가함으로써, 더욱 낮은 농도의 불순물을 함유한 정화수를 얻을 수 있는 효과가 있다.

여섯째, 드럼 세퍼레이터의 외통 내부면에 설치되는 고압의 분사장치에서 정기적으로 물을 고압으로 분사함으로써, 외통에 형성된 타공이 고형분에 의해 막히는 것을 방지하도록 하여, 이에 필요한 인력 또는 장비 및 작업시간을 줄이는 효과를 제공한다.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims

축산분뇨 집수조에 모인 오·폐수의 고상성분과 액상성분을 먼저 분리하기 위한 고액분리 드럼세퍼레이터(drum seperator)와;

상기 고액분리 드럼세퍼레이터로부터 분리된 액상성분이 응집제와 함께 펌프에 의해 투입되어 교반을 함으로써 응집이 일어나게 하기 위한 다단의 응집조와;

상기 응집조로부터 나온 응집된 성분과 액상성분을 분리하기 위한 여과부;

상기 여과부로부터 분리된 액상성분을 미생물에 의해 정화시키기 위해 삼나무를 사선방향으로 2 내지 3mm의 크기로 절단하고, 스팀(steam)으로 3 내지 4분 동안 쪘다가 수세하는 공정을 반복하여, 상기 삼나무의 표면에 존재하는 기공(氣空) 내의 불순물을 제거한 미생물 칩(chip)을 포함하는 정화부를 포함하고,

상기 정화부는, 미생물 반응탱크와, 상기 미생물 반응탱크에 인출가능하도록 삽입되는 다단(多段)의 서랍체와, 제오라이트층 및 카본과 모래의 혼합물층을 통과시켜 여과부를 통하여 공급된 물을 BOD 1,500ppm 이하의 정화수로 만들어 미생물 반응탱크로 공급하는 정화탱크를 구비하여, 상기 서랍체의 내부에 장입되는 미생물 칩을 교환 또는 보충하는 경우에 상기 각각의 서랍체를 잡아당겨 미생물 칩을 교환 또는 보충할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 오·폐수 처리장치.
제 1항에 있어서,

상기 정화부를 거쳐 정화된 물의 색깔을 화학반응에 의해 탈색시키기 위한 탈색조를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 오·폐수처리 장치.
제 1항에 있어서,

상기 고액분리 드럼세퍼레이터는, 프레임에 고정된 외통과, 상기 외통의 내부에 설치되어 회전하고 끝단에 슬러지 배출구가 형성된 타공판으로 구성되는 내통과, 상기 내통을 관통하여 상기 내통보다 저속으로 회전하고 오·폐수가 공급되는 회전 파이프를 구비하는 것을 특징으로 하는 오·폐수 처리 장치.
제 3항에 있어서,

상기 고액분리 드럼세퍼레이터의 외통 내면에 세척수관 및 세척수 분사노즐이 설치되어, 세척수를 상기 분사노즐에 의해 분사함으로써, 상기 내통에 형성된 구멍이 막히는 것을 정기적으로 청소해 주는 것을 특징으로 하는 오·폐수 처리 장치.
제 3항에 있어서,

상기 드럼세퍼레이터는 각각 투입구 쪽이 낮고, 상기 슬러지 배출구 쪽이 높게 기울어진 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 오·폐수 처리 장치.
제 1항에 있어서,

상기 응집조는, 산화철이 투입되기 위한 산화철 저장조와, 응집제가 저장되는 응집제 교반기가 연결된 응집조 교반기가 복수의 단(段)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오·폐수처리 장치.
제 1항에 있어서,

상기 여과부는, 상기 응집조에서 유입된 응집수 및 슬러지를 복수의 단을 거쳐 슬러지는 외부로 배출시키고 분리된 액상은 하부로 축출하는 여과조와, 상기 여과조의 하부로 축출된 액상을 1200mesh 이상의 메쉬를 통과시키는 스크린 여과탱크, 및 상기 스크린 여과탱크로부터 유입된 물을 카트리지 필터를 통과시켜 배출하는 필터조를 구비하는 것을 특징으로 하는 오·폐수 처리 장치.
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제 1항에 있어서,

상기 서랍체는 타공망으로 이루어지고, 상기 서랍체의 정면에는 상기 서랍체를 인출할 수 있도록 손잡이가 설치되는 것을 특징으로 하는 오·폐수 처리장치.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 정화부는, 상기 미생물 칩의 표면에 서식하는 미생물에 의해 오·폐수를 효과적으로 정화하기 위해 산소를 공급하는 산소발생기를 구비하는 것을 특징으로 하는 오·폐수 처리장치.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 고액분리 드럼세퍼레이터 및 여과부로부터 분리되는 고형화된 성분을 퇴비화 등에 사용되도록 저장하는 슬래그 탱크(slag tank)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 오·폐수 처리장치.
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