KR100777546B1

KR100777546B1 - 친환경 오폐수 처리장치

Info

Publication number: KR100777546B1
Application number: KR1020060069668A
Authority: KR
Inventors: 박진채
Original assignee: 박진채
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2007-11-29

Abstract

본 발명은 슬러지나 축사 등에서 발생하는 분뇨를 고형분과 여액으로 1차 분리하고, 분리된 여액을 친환경적인 다공성 물질이 적층된 여과조를 통과시켜 2차 여과하며, 개량된 제트 폭기가 설치된 발효조를 통하여 여과 여액을 3차 발효시킴으로써 응집제와 같은 화학약품을 사용함이 없이 단시간 내에 퇴비화, 액비화가 가능한 친환경 오폐수 처리장치에 관한 것이다.

이를 위하여, 본 발명은 슬러지나 축사 등에서 발생하는 분뇨를 진동에 의해 고형분과 여액으로 분리하기 위한 1차 처리장치와; 분리된 여액을 여과시킬 수 있도록 여과조 하단을 관통하여서 내재되고 상방에 다수의 관통공이 천공되어 여과된 여액이 외부로 배출되도록 한 배수관과, 배수관의 관통공이 다공성 물질에 의해 막히는 것을 방지하도록 배수관을 감싸기 위한 거름망과, 유입된 여액을 흡착하거나 통과시 미생물에 의해 발효처리하여 여과시키기 위한 다공성 물질층과, 유입된 여액으로부터 부유물 등을 1차 걸러주고 다공성 물질이 외부로 빠져나오는 것을 방지하기 위한 격자망과, 격자망이 들뜨는 것을 방지하기 위한 망 형상의 와이어 매쉬와, 다공성 물질이 부력에 의해 떠오르는 것을 방지하는 한편 일정압으로 가압하여 다공성 물질이 일정 공극을 유지하도록 와이어 매쉬 위에 놓이는 중량체로 이루어진 2차 처리장치와; 발효조와, 발효조로 유입된 여과 여액을 고속으로 공기와 혼합하여 순환시킴으로써 액비화하기 위한 제트 폭기가 설치되되, 제트 폭기는 외부 공기 흡입시 미세 기포를 형성하여 수중 내 잔류시간을 증대시킬 수 있도록 그 케이 싱 상측 내부에 공기유입공이 천공된 상부후렌지와, 그 케이싱 하부 내측에 공기유입공보다 직경이 작은 공기분쇄공이 천공된 하부후렌지가 구비된 3차 처리장치로 이루어진 것을 특징으로 한다.

친환경, 오폐수, 정화, 슬러지, BOD, 부유물질

Description

친환경 오폐수 처리장치{Wastewater treatment apparatus}

도 1은 본 발명에 따른 친환경 오폐수 처리장치의 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 친환경 오폐수 처리장치의 1차 장치의 상세도,

도 3은 본 발명에 따른 친환경 오폐수 처리장치의 2차 장치의 상세도,

도 4는 본 발명에 따른 친환경 오폐수 처리장치의 3차 장치의 상세도이다.

도 5는 본 발명에 따른 친환경 오폐수 처리장치의 여과조 도아 상세도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100: 1차 처리장치 200: 2차 처리장치

210: 여과조 220: 배수관

230: 거름망 240: 다공성 물질층

250: 격자망 260: 와이어 매쉬

270: 중량체 280: 전열선

300: 3차 처리장치 310: 케이싱

320: 스크루 321: 회전축

330: 상부후렌지 331: 공기유입공

340: 하부후렌지 341: 공기분쇄공

350: 외부모터

본 발명은 친환경 오폐수 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬러지나 축사 등에서 발생하는 분뇨를 고형분과 여액으로 1차 분리하고, 분리된 여액을 친환경적인 다공성 물질이 적층된 여과조를 통과시켜 2차 여과하며, 개량된 제트 폭기가 설치된 발효조를 통하여 여과 여액을 3차 발효시킴으로써 응집제와 같은 화학약품을 사용함이 없이 단시간 내에 퇴비화, 액비화가 가능한 친환경 오폐수 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 슬러지나 축사 등에서 발생하는 분뇨들을 처리하기 위하여 오폐수 처리장치가 구비되는데, 통상 고형분과 여액으로 1차 분리한 후 분리된 여액을 2차 발효시켜 퇴비화, 액비화 하는 등의 처리과정을 거치게 된다.

그러나 종래의 처리방법은 분리된 여액에 부유물(찌꺼기, 동물 털 등)이 잔존하여 처리속도가 떨어질 뿐만 아니라 악취 발생으로 인하여 민원이 제기되는 등의 문제점이 있었다.

또한, 처리속도를 개선하기 위하여 응집제 등의 화학약품을 사용할 경우 2차적인 환경문제를 유발하였고, 여과율이 낮아 폐기물처리장으로 이송 후 소각 또는 매립하여 처리하여야 하는 등 별도의 비용이 추가로 소요된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 슬러지나 축사 등에서 발생하는 분뇨를 고형분과 여액으로 1차 분리하고, 분리된 여액을 친환경적인 다공성 물질이 적층된 여과조를 통과시켜 2차 여과하며, 개량된 제트 폭기가 설치된 발효조를 통하여 여과 여액을 3차 발효시킴으로써 응집제와 같은 화학약품을 사용함이 없이 단시간 내에 퇴비화, 액비화가 가능한 친환경 오폐수 처리장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 여액의 부유물질(SS), 생물학적 산소요구량(BOD), PH, 총질소(T-N) 등을 획기적으로 개선하여 지하수 등과 혼합하여 방류할 수 있도록 한 친환경 오폐수 처리장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다공성 물질이 적층된 여과조에 열원을 구비시켜 동절기에도 성능저하 없이 원활하게 여과작용이 이루어지도록 한 친환경 오폐수 처리장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 슬러지나 축사 등에서 발생하는 분뇨를 진동에 의해 고형분과 여액으로 분리하기 위한 1차 처리장치와; 분리된 여액을 여과시킬 수 있도록 여과조 하단을 관통하여서 내재되고 상방에 다수의 관통공이 천공되어 여과된 여액이 외부로 배출되도록 한 배수관과, 배수관의 관통공이 다공성 물질에 의해 막히는 것을 방지하도록 배수관을 감싸기 위한 거름망 과, 유입된 여액을 흡착하거나 통과시 미생물에 의해 발효처리하여 여과시키기 위한 다공성 물질층과, 유입된 여액으로부터 부유물 등을 1차 걸러주고 다공성 물질이 외부로 빠져나오는 것을 방지하기 위한 격자망과, 격자망이 들뜨는 것을 방지하기 위한 망 형상의 와이어 매쉬와, 다공성 물질이 부력에 의해 떠오르는 것을 방지하는 한편 일정압으로 가압하여 다공성 물질이 일정 공극을 유지하도록 와이어 매쉬 위에 놓이는 중량체로 이루어진 2차 처리장치와; 발효조와, 발효조로 유입된 여과 여액을 고속으로 공기와 혼합하여 순환시킴으로써 액비화하기 위한 제트 폭기가 설치되되, 제트 폭기는 외부 공기 흡입시 미세 기포를 형성하여 수중 내 잔류시간을 증대시킬 수 있도록 그 케이싱 상측 내부에 공기유입공이 천공된 상부후렌지와, 그 케이싱 하부 내측에 공기유입공보다 직경이 작은 공기분쇄공이 천공된 하부후렌지가 구비된 3차 처리장치로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 다공성 물질층은 주재료로 왕겨가 사용하되 왕겨의 20~30중량% 범위 내에서 톱밥, 분쇄 폐지, 나뭇잎, 볏짚, 활성탄이 혼합된 것을 특징으로 한다.

또한, 다공성 물질층에는 동절기 적정 온도를 유지할 수 있도록 열선이 매설된 것을 특징으로 한다.

그리고 여과조는 다공성 물질을 용이하게 걷어낼 수 있도록 일측벽에 절개면이 형성되고, 절개면에 볼트가 돌출 설치되며, 볼트에 대응하여 볼트공이 천공된 도아 및, 절개면 상에 도아를 위치시킨 후 너트로 조일 시 절개면과 도아 간 기밀성을 갖도록 그 사이에 고무패킹이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 친환경 오폐수 처리장치의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 친환경 오폐수 처리장치의 개략도, 도 2는 본 발명에 따른 친환경 오폐수 처리장치의 1차 장치의 상세도, 도 3은 본 발명에 따른 친환경 오폐수 처리장치의 2차 장치의 상세도, 도 4는 본 발명에 따른 친환경 오폐수 처리장치의 3차 장치의 상세도, 도 5는 본 발명에 따른 친환경 오폐수 처리장치의 여과조 상세도이다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 친환경 오폐수 처리장치는 크게 슬러지나 축사 등에서 발생하는 분뇨를 고형분과 여액으로 분리하기 1차 처리장치(100)와, 분리된 여액을 친환경적인 다공성 물질을 통과시켜 여과하기 위한 2차 처리장치(200)와, 개량된 제트 폭기를 이용하여 여과 여액을 발효시키기 위한 3차 처리장치(300)가 구비된다.

즉, 상기의 기술적 구성에 따르면 1차 처리과정을 통하여 슬러지나 분뇨 등을 고형분과 여액으로 분리함으로써 처리 중량을 줄이고, 2차 처리과정을 통하여 여액의 부유물을 제거하는 한편 농도를 낮추며, 3차 처리과정을 통하여 여과 여액을 호기 발효시킴으로써 액비화가 가능하게 된다.

다음, 도 2를 참조하여 1차 처리장치를 설명한다.

1차 처리장치(100)는 슬러지나 축사 등에서 발생하는 분뇨를 고형분과 여액으로 분리하기 위한 것으로, 특허출원 제10-2006-0039234호(2006. 05. 01. 출원)에 제안된 고액분리기가 적용된다. 물론, 고형분과 여액으로 분리하기 위한 공지의 고 액분리기 역시 양호하게 적용된다.

특허출원 제10-2006-0039234호에 제안된 고액분리기는 진동기(60)로부터 발생한 진동에 의해 진동스크린(20)상의 분뇨를 분과 뇨로 분리하여 배출하되, 사각형상의 틀과 상기 틀을 지지하는 다리부로 제작된 고정대(10)와, 상기 고정대(10) 틀 상부에 방진부재를 매개로 안착 설치된 진동체(40)와, 상기 진동체(40) 하부에 위치되어 빗물 등의 유입을 방지할 수 있고 발생한 진동을 상기 진동체(40)에 전달할 수 있도록 상기 진동체(40)의 하부에 설치된 진동전달부(45) 일측에 장착된 전동기(60)와, 상기 진동기(60)로부터 발생한 진동에 의해 상기 진동체(40)가 진동할 시 분뇨를 분과 뇨로 분리하여 배출할 수 있도록 상방향으로 경사지고 그 면상에 다수의 배수공이 천공된 진동스크린부(20)와, 상기 진동스크린부(20) 하부에 밀착되되 상기 진동체(40)에 일체로 설치되어 진동되고 배수관을 통해 낙하한 뇨가 일시 머무르면서 뇨의 떨림에 의해 상기 진동스크린부(20) 하면을 세정할 수 있도록 된 진공부(30)와, 상기 진공부(30)의 끝단에 뇨를 취합하여 배수관(35)을 통해 외부로 상기 뇨를 배출할 수 있도록 뇨 취합부(31)가 구비된다.

본 발명에서는 상기의 구조를 가진 고액분리기 외에 고형분과 여액을 분리하기 위한 공지의 고액분리기 역시 적용가능하므로, 상기의 구조를 가진 고액분리기의 상세한 설명은 생략한다.

다음, 도 3을 참조하여 2차 처리장치를 상세히 설명한다.

2차 처리장치는 분리된 여액을 친환경적인 다공성 물질을 통과시켜 여과시키기 위한 것으로, 동 도면에 도시한 바와 같이 여과조(210) 하단을 관통하여서 내재 되고 상방에 다수의 관통공(221)이 천공되어 여과된 여액이 외부로 배출되도록 한 배수관(220)과, 배수관(220)의 관통공(221)이 다공성 물질에 의해 막히는 것을 방지하도록 배수관(220)을 감싸기 위한 거름망(230;일례로, 모기장 천)과, 유입된 여액을 흡착하거나 통과시 미생물에 의해 발효처리하여 여과시키기 위한 다공성 물질층(240)과, 유입된 여액으로부터 부유물 등을 1차 걸러주고 다공성 물질이 외부로 빠져나오는 것을 방지하기 위한 격자망(250;일례로, 모기장 천)과, 격자망(250)이 들뜨는 것을 방지하기 위한 망 형상의 와이어 매쉬(260)와, 다공성 물질이 부력에 의해 떠오르는 것을 방지하는 한편 일정압으로 가압하여 다공성 물질이 일정 공극을 유지하도록 와이어 매쉬(260) 위에 놓이는 중량체(270)가 구비된다.

상기의 기술적 구성에서, 다공성 물질층(240)은 주재료로 왕겨가 사용되고, 필요에 따라 왕겨의 20~30중량% 범위 내에서 톱밥, 분쇄 폐지, 나뭇잎, 볏짚, 활성탄을 선택적으로 혼합하여 사용한다.

상기의 기술적 구성에 따르면, 1차 과정에서 분리된 여액이 여과조(210)로 유입되면, 격자망(250)에 의해 입자가 큰 부유물(일례로 찌꺼기, 동물의 털 등)이 걸러지고, 다공성 물질층(240)을 통과하는 과정에서 여과되어 배수관(220)을 통해 외부로 배출되게 된다.

즉, 다공성 물질층(240)은 전술한 바와 같이 친환경 재료로 구성되어 흡착률이 뛰어나고 미생물의 번식이 용이하여 서서히 통과하는 과정에서 충분히 발효시킴으로써 여과기능을 갖게 된다.

한편, 동절기의 경우 외기 온도의 영향으로 미생물의 분해작용이 떨어지는 데, 이를 보완할 수 있도록 다공성 물질층(240)에 전열선(280)이 매설되고 온도조절기를 통하여 일정온도로 제어되며, 여과조(210) 위에 보온막이 가설된다.

다음, 도 4를 참조하여 3차 처리장치를 상세히 설명한다.

3차 처리장치는 여과된 여액을 발효시켜 액비화 하기 위한 것으로, 동 도면에 도시한 바와 같이 발효조(미도시) 내에 개량된 제트 폭기가 설치된다.

상기의 제트 폭기는 발효조 내의 여과 여액을 고속으로 공기와 혼합하여 순환시킴으로써 고속 교반 및 호기 발효가 이루어지도록 구성되는데, 이를 위하여 그 하단부가 협소한 케이싱(310)과, 케이싱(310) 하단 외측에 위치하며 케이싱(310) 내에 축설된 회전축(310)에 의해 동력을 전달받아 회전함으로써 여과 여액을 교반하는 한편 외부 공기를 흡입하기 위한 스크루(320)와, 외부 공기 흡입시 미세 기포를 형성하여 수중 내 잔류시간을 증대시킬 수 있도록 상기 케이싱(310) 상측 내부에 5mm의 공기유입공(331)이 천공된 상부후렌지(330)(케이싱의 길이가 길 경우 필요에 따라 중단에 추가 설치 가능)와 상기 케이싱(310) 하부 내측에 2.5mm의 공기분쇄공(341)이 천공된 하부후렌지(340)가 구비된다. 미설명부호 350은 발효조 내에 제트 폭기를 띄워 설치하기 위한 부구이다.

상기의 기술적 구성에 따르면, 외부모터(350)의 구동으로 벨트(351) 등에 의해 동력을 전달받아 베어링(322)을 매개로 케이싱(310) 내에 축설된 회전축(321)이 회전함과 동시에 스크루(320) 역시 회전하게 되고, 이때 케이싱(310) 내의 대기압이 낮아져 외부 공기가 케이싱(310) 내로 유입된다.

유입된 공기는 상부후렌지(330)의 공기유입공(331)을 거쳐 유입되다 급격히 좁아진 하부후렌지(340)의 공기분쇄공(341)을 통과하는 과정에서 산란되어 미세 기포로 배출되게 된다.

그 결과, 발효조 내의 여과 여액과 미세 기포가 고속으로 혼합되어 순환함으로써 수중에서의 기포 잔류시간이 증대되고, 용존 산소량이 증가하여 미생물의 활성화로 인해 단시간 내에 액비화가 가능하게 된다.

한편, 여과조(210)는 여액을 여과하는 한편 여액이 흡착된 다공성 물질층을 걷어내어 퇴비화가 가능한데, 작업의 편의를 도모하기 위해 도 5에 도시한 바와 같이 여과조(210) 일측벽에 도아(290)가 구비된다.

즉, 여과조(210) 일측벽을 절개하여 그 절개면을 따라 고무패킹(211)을 내재시키고 볼트(212)가 돌출되도록 설치한다. 또한, 볼트(212)에 대응하여 볼트공(291)이 천공된 도아(290)를 구비하여 상기 볼트(212)에 너트(292)를 체결함으로써 도아(290)와 여과조(210)의 일측벽은 기밀상태를 유지하게 된다.

다음은 본 발명 중 1차, 2차 처리과정의 한국화학시험연구원 시험결과이다.

시험결과
시험항목	단위	시료구분	결과치	시험방법
부유물질	mg/L	1차처리	25900	수질오염공정시험법:2004
부유물질	mg/L	2차처리	2360	수질오염공정시험법:2004
BOD	mg/L	1차처리	27000	수질오염공정시험법:2004
BOD	mg/L	2차처리	9500	수질오염공정시험법:2004

상기의 표에 의하면, 본 발명에 따른 1차, 2차 처리과정을 통하여 부유물질과 BOD가 획기적으로 개선되었음을 확인할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 슬러지나 축사 등에서 발생하는 분뇨를 고형분과 여액으로 1차 분리하고, 분리된 여액을 친환경적인 다공성 물질이 적층된 여과조를 통과시켜 2차 여과하며, 개량된 제트 폭기가 설치된 발효조를 통하여 여과 여액을 3차 발효시킴으로써 응집제와 같은 화학약품을 사용함이 없이 단시간 내에 퇴비화, 액비화가 가능하다는 효과가 있다.

또, 본 발명에 따르면 여액의 부유물질(SS), 생물학적 산소요구량(BOD), PH, 총질소(T-N) 등이 획기적으로 개선되어 지하수 등과 혼합하여 방류할 수 있으므로 오폐수의 처리비용을 획기적으로 절감할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 다공성 물질이 적층된 여과조에 열원을 구비시켜 동절기에도 성능저하 없이 원활하게 여과작용이 이루어지고, 여과조 일측벽에 도아가 구비되어 장비 등을 이용하여 다공성 물질을 걷어냄으로써 유지관리가 극히 용이하다는 효과가 있다.

그리고 개량된 제트 폭기를 통하여 발생한 미세 기포의 잔류시간이 증대되어, 용존 산소량이 증가하고 그에 따라 미생물의 활성화로 인하여 단시간 내에 액비화가 가능하다는 효과가 있다.

Claims

친환경 오폐수 처리장치에 있어서,

슬러지나 축사에서 발생하는 분뇨를 진동에 의해 고형분과 여액으로 분리하기 위한 1차 처리장치와;

상기 1차 처리장치에서 분리된 여액을 여과시킬 수 있도록 여과조 하단을 관통하여서 내재되고 상방에 다수의 관통공이 천공되어 여과된 여액이 외부로 배출되도록 한 배수관과, 상기 배수관의 관통공이 다공성 물질에 의해 막히는 것을 방지하도록 상기 배수관을 감싸기 위한 거름망과, 유입된 여액을 흡착하거나 통과시 미생물에 의해 발효처리하여 여과시키기 위한 다공성 물질층과, 유입된 여액으로부터 부유물 등을 1차 걸러주고 다공성 물질이 외부로 빠져나오는 것을 방지하기 위한 격자망과, 상기 격자망이 들뜨는 것을 방지하기 위한 망 형상의 와이어 매쉬와, 상기 다공성 물질이 부력에 의해 떠오르는 것을 방지하는 한편 일정압으로 가압하여 상기 다공성 물질이 일정 공극을 유지하도록 상기 와이어 매쉬 위에 놓이는 중량체로 이루어진 2차 처리장치와;

상기 2차 처리장치에서 여과된 여과 여액을 유입 받아 고속으로 공기와 혼합하여 순환시킴으로써 액비화하기 위한 제트 폭기가 마련된 발효조로 이루어진 3차 처리장치가 구비된 것을 특징으로 하는 친환경 오폐수 처리장치.
제 1항에 있어서,

상기 다공성 물질층은 주재료로 왕겨를 사용하되 상기 왕겨의 20~30중량% 범위 내에서 톱밥, 분쇄 폐지, 나뭇잎, 볏짚, 활성탄을 선택적으로 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 친환경 오폐수 처리장치.
제 1항에 있어서,

상기 다공성 물질층에는 동절기 적정 온도를 유지할 수 있도록 열선이 매설된 것을 특징으로 하는 친환경 오폐수 처리장치.
제 1항에 있어서,

상기 여과조는 상기 다공성 물질을 용이하게 걷어낼 수 있도록 일측벽에 절개면이 형성되고, 상기 절개면에 볼트가 돌출 설치되며, 상기 볼트에 대응하여 볼트공이 천공된 도아 및, 상기 절개면 상에 도아를 위치시킨 후 너트로 조일 시 상기 절개면과 상기 도아 간 기밀성을 갖도록 그 사이에 고무패킹이 더 구비된 것을 특징으로 하는 친환경 오폐수 처리장치.
제 1항에 있어서,

상기 제트 폭기는 외부 공기 흡입시 미세 기포를 형성하여 수중 내 잔류시간을 증대시킬 수 있도록 그 케이싱 상측 내부에 공기유입공이 천공된 상부후렌지와, 그 케이싱 하부 내측에 상기 공기유입공보다 직경이 작은 공기분쇄공이 천공된 하부후렌지가 구비된 것을 특징으로 하는 친환경 오폐수 처리장치.