KR100793986B1 - 이온화응집제를 이용하는 오.폐수 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본원은 건설폐기물의 처리과정이나, 하수로 준설과정이나 세륜장 등에서 발생하는 흙, 모래, 오. 폐수를 처리하기 위해 전처리부와 응집제반응부와 침전부와 슬러지농축.탈수부와 기타 부대설비를 포함하여 제공되는 오.폐수 처리장치에 관한 것이다.

더욱 구체적으로 본원은 건설폐기물 처리과정이나, 하수로 준설과정이나 세차장 등에서 발생하는 오.폐수 중의 음전하를 띠는 친수성입자에 이온응집제를 투입 및 교반시켜 고속 정수반응을 수행하기 위한 전처리조는 폐수집수조와 침사분리장치를 갖고, 폐수집수조는 바닥면이 경사면을 갖는 V자형으로 제공되고 V자형 일측 경사면으로는 굵은 침강물 배출용 스크류형 침사분리장치가 설치되어 굵은 침강물을 선 분리 하고 V자형 타측 경사면으로는 오, 폐수를 오버플로우(OVER FLOW) 시키는 수단을 포함하여 제공되고, 응집제반응조는 오, 폐수와 응집제를 효과적으로 혼합시키기 위해 1차교반조와 2차교반조로 구분 설치하되, 1차교반조와 2차교반조의 일 측면이 연하여 설치되면서 수위(Level)가 다르도록 형성되어 1차교반조에서 질량이 큰 석분이나 토사류는 1차교반조 하부에 마련된 개구부를 통하여 2차교반조로 유입되고, 1차교반조 상부에서 초과되는 수량(水量)은 1차교반조와 2차교반조에 설치된 수로를 통하여 2차교반조에 오, 폐수를 유입시키는 수단을 포함하여 제공되는 오.폐수 처리장치에 관한 것이다.

정수장치, 이온응집제, 폐수처리장치, 응집침전처리장치

Description

이온화응집제를 이용하는 오.폐수 처리 장치{High speed water treatment and dehydration system of recycled aggregate washing waste water}

도 1은 본원의 처리공정을 다이아그램 형태로 예시한 공정도.

도 2는 본원의 전체공정을 알기 쉽도록 배치한 정면도.

도 3은 본원에서 이용 가능한 응집제반응조 예시도.

도 4는 본원에서 이용 가능한 친전조 예시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 전처리부 20 : 응집제반응부

30 : 침전부 40 : 슬러지농축.탈수부

50 : 부대설비 11 : 폐수 집수조

12 : 침사분리장치 13 : 익류판 1

14 : 폐수 저류조 15 : 폐수 급송펌프

20-1 : 1차 응집교반조 20-2 : 2차 응집교반조

21 : 응집제정량투입장치 22 : 저부개구부

23 : 높이 조절장치 24 : 익류판 2

25 : 수로 26 : 익류판 3

30-1 : 제1 침전조 30-2 : 제2 침전조

31 : 침전조 내통 32 : 침전조 외통

33 : 상등수 이송구1 34 : 상등수 이송구2

35 : 슬러지 배출장치1 36 : 슬러지 배출장치2

37 : 처리수 배출구1 38 : 처리수 배출구2

41 : 침전슬러지 배출조 42 : 슬러지 펌프

43 : 슬러지 농축,탈수조 44 : 탈수슬러지 배출장치

45 : 처리수 저장조 46 : 슬러지이송 제어장치

47 : 처리수 공급펌프 48 : 벌크 백

본원은 건설폐기물의 재활용을 위한 이물질 선별과정에서 발생하는 공정폐수나 하수관로의 준설과정에서 대량으로 발생되는 준설토를 세척 및 선별하면서 발생하는 세척폐수나, 각종 세차장에서 차륜세척용 세척용수로부터 발생하는 각종 폐수에 응집제를 투입, 교반시켜 빠른 시간 내에 세척폐수에 포함되어 있는 이물질을 응집, 침전시켜서 물을 정수 처리하는 장치에 관한 것이다.

건설폐기물이나 하수도 준설과정에서 대량으로 발생되는 준설토에서나 각종 차량을 자동 세척하는 세차장에서 차륜세척용 세척용수로부터 발생하는 오 폐수에는 흙이나 모래와 같은 침강 물질을 비롯하여 폐 목재류, 폐 종이류, 시멘트 강화제 등이 포함되는 많은 양의 이물질이 포함되어 있으며, 이와 같이 다양한 이물질이 혼재되어 있어 효과적인 분리를 어렵게 하고 있다.

본 발명은 순환골재 세척과정이나 준설토 세척과정, 세차장의 차륜세척 과정에서 이물질을 분리하기 위해 세척수 등으로 사용된 후 발생되는 폐수를 효율적으로 처리하기 위한 장치에 관한 것이다.

종래의 산업현장에서도 모래나 흙 등의 이물질을 비중차를 이용하여 분리하거나 세정대상물을 깨끗하게 하기 위해 세척수를 사용하게 되고 오염된 오,폐수를 발생시키게 되는바, 일반적으로 오염된 오,폐수를 정수처리하는 대부분의 공정은 다수의 침사조를 설치하여 1차적으로 비중을 이용해 침전시키고, 침전된 슬러지도 굴삭기 등으로 퍼내서 폐 토사에 섞어 반출시키거나, 침사조 + THICKENER + 응집제 + MUD TANK + 압축여과기(또는 SCREEN FILTER, BELT PRESS) 등의 설비를 갖추고 세척 폐수의 정수처리와 더불어 슬러지를 탈수시켜 반출하고 있는 실정이다.

종래 기술에서는 세척폐수를 정수하여 재사용하기 위해서는 주로 고분자 응집제를 사용하여 세척수의 미립자나 불순물을 응집시켜 큰 입자(Floc)로 만들어 물과 분리. 침전토록 하여 세척수를 정수처리하고 정수 된 물은 재사용할 수 있도록 각부에 급송시키고 침전된 슬러지는 대용량의 탈수장치를 사용하여 탈수처리를 하고 있는바, 상기의 종래기술 시스템은 응집 및 침전시간이 과대하게 소요되며, 또한 탈수기에 급송되는 슬러지는 Gel상으로 탈수 과정에서 여과 포에 집적되어 여과 포의 공극을 막아 탈수효율을 저하시키는 문제가 있을 뿐 아니라, 대용량의 탈수장치 등 설비의 투자비와 그 유지관리에 많은 부담을 주는 문제점을 갖고 있었다.

본원은 건설폐기물 처리과정이나, 하수로 준설과정이나 세차장 등에서 발생하는 오.폐수를 고속 정수반응을 수행하기 위해 전처리부와 응집제반응부와 침전부와 슬러지농축.탈수부와 기타 부대설비를 포함하여 제공되는 오.폐수 처리장치에서 전처리조는 폐수집수조와 침사분리장치를 갖되, 폐수집수조는 바닥면이 경사면을 갖는 V자형으로 제공되고 V자형 일측 경사면으로는 굵은 침강물 배출용 스크류형 침사분리장치가 설치되어 굵은 침강물을 선 분리 하고 V자형 타측 경사면으로는 오, 폐수를 오버플로우 시키는 수단을 포함하여 제공되고, 응집제반응조는 오, 폐수와 응집제를 효과적으로 혼합시키기 위해 1차교반조와 2차교반조로 구분 설치하되, 1차교반조와 2차교반조의 일 측면이 연하여 설치되면서 수위(Level)가 다르도록 형성되어 1차교반조에서 질량이 큰 석분이나 토사류는 1차교반조 하부에 마련된 개구부를 통하여 2차교반조로 유입되고, 1차교반조 상부에서 초과되는 수량은 1차교반조와 2차교반조에 설치된 수로를 통하여 2차교반조에 오, 폐수를 유입시키는 수단을 포함하여 제공되는 오.폐수 처리장치를 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

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건설폐기물의 처리과정에서 발생하는 공정폐수나 하수관로의 준설과정에서 발생하는 세척폐수나 각종 세차장에서 차륜세척용 세척용수로부터 발생하는 각종 폐수 중에 잔존하는 오 폐수 중 음전하를 띠는 친수성입자에 이온응집제를 투입 및 교반 시켜 고속 정수반응을 수행하기 위한 오폐수 처리장치를 제공하는 기술사상이 개시된다.

건설폐기물의 처리과정에서 발생하는 공정폐수에 본원의 기술사상을 적용시키기 위한 정수장치의 개략적 흐름을 살펴보면, 순환골재 생산과정에서 발생하는 세척폐수를 반응조에 급송하고, 소수성을 갖는 이온응집제를 반응조에 투입, 교반 한 후 2중(二重) 원뿔형으로 설치된 침전조에 유입시키면, 소수성 입자는 서로 뭉쳐서 질량이 커지면서 침전조 하부로 빠르게 침전하게 된다.

침전조 하부로 침적된 슬러지는 침전조 하단에 설치된 슬러지배출장치(로타리 밸브)에 의해 슬러지배출조로 배출시키고, 배출된 슬러지는 슬러지이송펌프 등의 이송수단을 이용하여 슬러지 농축.탈수조로 급송되어 슬러지 농축.탈수조에서 수분 내지 수 십분 정도 침적시키는 동안 소수성 입자의 슬러지는 물 분자를 배출시키면서 물과 분리되어 슬러지입자는 하부로 침적되어 농축되고, 물 분자는 상부로 유동되어 분리되는 1차탈수가 이루어지고 물과 분리된 농축 슬러지는 농축, 탈수조 하단에 설치되는 스크류 콘베어 등의 슬러지배출장치에 의하여 탈수된 상태로 배출된다.

배출된 탈수슬러지는 물이 배출될 수 있는 공극을 가질 정도로 제작된 벌크백(Bulk Bag)에 담기면서 자체 압력에 의하여 백(bag) 외부로 수분이 배출되는 2차탈수가 이루어지면서 탈수케익의 잔류수분이 35~40% 로 되며, 벌크 백에 담긴 슬러지는 저장 장소로 이송되어 보관 후 최종처리장으로 보내진다.

상기의 정수장치를 통하여 이물질이 분리되어 맑게 정수된 물은 처리수 저장조에 저장된 후 처리수 펌프를 이용하여 골재 세척수나 공정수로 재사용하는 장치로 순환 공급되도록 기능 하는 세척폐수 처리장치와 그 부속 설비가 개시된다.

본원의 기술사상이 구체적으로 적용되어 실시되는 예를 도면을 통하여 상세히 설명하고자 하는바, 도 1은 본원의 전체 처리 공정을 다이아그램 형태로 예시한 공정도를 나타내고 있고, 도 2는 전체 공정을 배치한 흐름도를 나타내고 있으며, 도 3에서는 본원에서 이용 가능한 응집제반응조의 적용 예시도를 나타내고 있고, 도 4에서는 본원에서 이용 가능한 침전조 적용 예시도를 나타내고 있다.

본원에서 제공되는 오,폐수 처리장치는 전처리부(10)와 응집제반응부(20)와 침전부(30)와 슬러지농축.탈수부(40)와 기타 부대설비가 하나의 시스템을 이루어서 본원이 목적하는 기술사상을 달성할 수 있다.

본원에서 적용되는 오,폐수 처리시설의 전처리부(10)는 폐수집수조(11)와 침사분리장치(12)를 갖되, 폐수집수조(11)는 바닥면이 경사면을 갖는 V자형으로 제공되고 V자형 일측 경사면으로는 비중을 갖는 흙이나 모래 등의 침강물을 외부로 배출하기 위한 스크류형 침사분리장치(12)가 설치되어 비중이 높은 침강물을 선 분리하여 외부로 배출시키고, V자형 타측 경사면으로는 오, 폐수를 오버플로우(OVER FLOW) 시키기 위한 익류판1(13)을 갖고 오버플로우 된 오,폐수는 폐수저류조(14)에 저류되었다가 폐수급송펌프(15)에 의해 응집제반응부(20)로 이송된다.

각종 산업현장에서 보충수나 세척수, 순환공정수로 사용되어 발생되는 공정폐수는 친수성(親水性) 부유입자와 토분, 석분 등이 혼탁 되어있는 상태인바, 이를 우선 폐수집수조(11) 에 집수시킨 후 공정폐수에 다수 포함된 모래를 수중 선별하여 선분리(先分離)하도록 모래배출 스크류 등을 작동시켜서 굵은 모래입자를 먼저 분리시키는 공정이 효율적인 이온응집제를 이용한 슬러지 분리에 바람직하다.

전처리부(10)에서 응집제반응부(20)로 이송되어온 오,폐수는 응집제정량투입장치(21)로 부터 일정량 투입되는 이온응집제와 효율적으로 혼합 및 반응시키기 위해 1차교반조(20-1)와 2차교반조(20-2)로 나눠 반응시킬 수 있으며, 1차교반조와 2차교반조는 일 측면이 서로 연접되어 설치되면서 상, 하로 수위(Level)가 다르도록 설치됨으로 침사분리장치(12)에서 미처 제거되지 않은 질량이 큰 석분이나 토사류는 제1교반조(20-1) 하부에 마련된 저부개구부(22)를 통하여 2차교반조(20-2)중간부위로 유입되며, 저부개구부(22)에는 통과유량을 조절하는 높이조절장치(23)가 설치된다.

또한, 1차교반조(20-1) 상부로 오버플로우되어 초과되는 수량(水量)은 익류판 2(24)를 거쳐 2차교반조(20-2)에 연결되는 수로(25)를 통하여 2차교반조에 유입되며 2차교반조(20-2)의 상부에서 초과되는 수량(水量)은 익류판 3(26)를 거쳐 침전부(30) 상부로 보내지고 2차교반조(20-2) 저부에 쌓이는 침전물은 침전부(30)의 저부로 이송되는 구조를 이룬다.

2차교반조(20-2)는 상부로 밀어 올리는 날개장치가 달린 교반 수단이 마련되어 교반과 함께 교반된 물과 이물질이 상부 일측에 개방된 통로를 통하여 침전부 (30)로 유입되도록 마련되는 것이 바람직하다

침전부(30)에서는 빠른 시간 내 효과적 침전이 이루어지도록 상부는 2중 칸막이를 갖는 원통이고 하부는 원뿔형 침전조가 이용될 수 있으며, 침전부(30)가 제1침전조 (30-1) 및 제2침전조(30-2)로 2개 이상을 직렬로 연결 설치하여 침전조 내에서의 유속을 최소화시키는 구조가 바람직하다.

침전조는 내통(31)과 외통(32)의 2중 칸막이 구조로 제공되어 응집제반응부 (20)로 부터 이송되어오는 오,폐수는 침전조 내부 중앙부로 오, 폐수가 공급되도록 이송구 1, 2(33, 34)단부가 침전조 중앙부로 연결되고, 콘형의 침전조 하단으로 모이는 슬러지는 로터리밸브 등의 슬러지배출장치 1, 2(35, 36)가 설치되어 침전된 슬러지를 침전슬러지배출조(41)로 배출되도록 하고 침전조에서 처리된 상등수는 2중 칸막이 원통의 외면을 통하여 상부로 오버플로우 되어 처리수배출구 1, 2(37, 38)를 통하여 처리수저장조(45)로 보내도록 제공된다.

처리수배출구 1(37)은 제1침전조 (30-1)에서 처리된 것을 직접 처리수저장조(45)로 보내주거나 또는 제2침전조 (30-2)의 중앙부로 보내져서 다시 침전시간을 부여하도록 선택적으로 적용될 수 있다.

제1침전조(30-1) 및 제2침전조(30-2)는 교반된 세척수의 유속을 최소화시켜 침전 효율을 높일 수 있도록 마련되어 제1침전조 (30-1)와 제2침전조 (30-2)를 직렬로 연결하여 담수량을 배가시켜 유속을 더 낮게 함으로서 응집된 입자는 빠른 속도로 더 큰 소수화 입자(Floc)로 뭉쳐지면서 제1침전조 (30-1)와 제2침전조 (30-2)의 바닥으로 가라앉으면서 물과 분리되도록 제공된다.

침전슬러지배출조(41)로 배출된 슬러지는 슬러지펌프(42)에 의해 슬러지농축 탈수조(43)로 이송되고, 슬러지농축.탈수조(43)에 급송된 슬러지분은 물과 분리되면서 농축.탈수조의 하부에 쌓이게 되고, 이러한 과정을 거쳐 물과 분리되어 1차 탈수된 슬러지는 슬러지농축.탈수조(43)의 하부에 설치된 스크류 콘베어 등의 슬러지배출장치(44)에 의해 서서히 급송되어 벌크 백(48)으로 이송된다.

슬러지배출장치(44)는 발생 슬러지량에 따라 일정시간에 작동하도록 제어하는 이송제어장치(46)가 슬러지배출장치(44)와 연계되어 작동하도록 제공되고, 벌크 백(48)은 수분을 배출할 수 있는 정도의 공극을 갖는 벌크 백으로 제공되어 벌크 백의 공극을 통하여 2차 탈수가 이루어지도록 한다.

이를 벌크 백 형태 그대로 외부로 이송되든지 또는 벌크 백에서 분리하여 운송수단에 적치 후 최종 처리장에 위탁 처리하는 공정이 적용되게 되므로 본원은 간편하고 신속하게 슬러지를 탈수 및 배출시킬 수 있도록 창안되어 고가의 탈수설비의 감축은 물론 운영경비 절감에 따른 기업이윤 제고에 기여할 수 있게 된다

한편, 제1침전조(30-1) 및/또는 제2침전조(30-2)를 통과하여 맑게 처리된 상등수는 처리수저장조(45)에 유입되어져 처리수 공급펌프(47)을 통하여 세척장치 등으로 리싸이클되어 골재생산설비에서 재사용 될 수 있도록 제공된다.

본원에서 사용되는 고분자 이온응집제는 주식회사 코리아인바이런멘탈솔루션에서 제공하는 이온응집제(고분자 이온응집제 공급원 : 서울 서초구 서초동 1698-15. 주식회사 코리아인바이런멘탈솔루션. 상품명: 무기응집제 KWON)를 본원의 탈수장치에 적용하여 그 효과를 확인하여 완성된 발명이다.

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이상 소개한 바와 같이 본원의 기술사상은 고가의 수처리 장치 없이도 본원의 탈수설비를 이용하여 운영경비 절감에 따른 기업이윤 제고에 기여할 수 있는 경제적 효과를 제공할 수 있다.

또한 본원은 산업공정수 세척폐수를 간편하고 신속하게 정화시켜 재활용에 의하여 환경피해를 최소화시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (7)

1. 건설폐기물 처리과정이나, 하수로 준설과정에서 발생하는 오.폐수에 응집제를 투입 및 교반시켜 정수반응을 수행하기 위해 전처리조(10)와 응집제반응조(20)와 침전조(30)와 슬러지농축.탈수조(40)를 포함하여 제공되는 오폐수 처리장치에 있어서,

   전처리조(10)는 폐수집수조(11)와 침사분리장치(12)를 갖고, 폐수집수조(11)는 바닥면이 경사면을 갖는 V자형으로 제공되고 V자형 일측 경사면으로는 굵은 침강물 배출을 위해 스크류형 침사분리장치(12)가 설치되어 굵은 침강물을 선 분리 하고 V자형 타측 경사면으로는 오, 폐수를 오버플로우(OVER FLOW) 시키는 수단을 갖고,

   응집제반응조(20)는 오, 폐수와 응집제를 효과적으로 혼합시키기 위해 1차교반조(20-1)와 2차교반조(20-2)로 구분 설치하되, 1차교반조와 2차교반조의 일 측면이 연하여 설치되면서 수위(Level)가 다르도록 형성되어 1차교반조(20-1)에서 질량이 큰 석분이나 토사류는 1차교반조 하부에 마련된 개구부를 통하여 2차교반조(20-2)로 유입되고, 1차교반조(20-1) 상부에서 초과되는 수량(水量)은 1차교반조와 2차교반조에 설치된 수로를 통하여 2차교반조에 오, 폐수를 유입시키는 수단을 포함하여 제공되는 것을 특징으로 하는 오.폐수 처리장치.
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3. 제1항에 있어서,

   상기 오.폐수 처리장치의 침전조(30)는 빠른 시간 내 효과적 침전이 되도록 상부는 2중 칸막이를 갖는 원통이고 하부는 원뿔형 침전조가 이용되되, 침전조(30)가 2개 이상으로 직렬로 연결.설치되어 침전조 내에서의 유속을 최소화시키고, 침전조 상부의 2중 칸막이 내부 중앙으로 오, 폐수가 공급되고 침전조 하단에는 슬러지 배출장치로 로터리밸브가 설치되어 침전된 슬러지를 배출하며 처리수는 2중 칸막이 원통의 외면을 통하여 상부로 흘러 오버플로우 되도록 제공되는 것을 특징으로 하는 오.폐수 처리장치.
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