KR100827641B1 - 미세다공판을 설치한 접촉산화조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접촉산화조에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 폐타이어, 쇄석, 자갈 등 다양한 여재를 사용하여 유기물질을 침전·흡착시키고, 생물학적으로 산화·분해하기 위한 접촉산화조에 있어서, 여재의 폐색을 막고 산기 효율을 높이기 위해 미세 다공판을 설치한 접촉산화조에 관한 것이다.

수처리, 역세, 여재, 폭기 효율, 다공판, 다공재

Description

미세다공판을 설치한 접촉산화조{Contact oxidation tank for waste water treatment}

도 1은 본 발명의 미세다공판을 구비한 접촉산화조를 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 역세수 노즐(산기관)과 미세다공판 부분의 상세도,

도 3은 미세다공판의 일 실시예를 도시한 도면.

*도면 부호의 간단한 설명

10: 여재층 20: 산기관/역세수 노즐

21: 에어 컴프레서/가압 펌프 22: 역세관

30; 미세다공판 50; 역세공기/역세수

본 발명은 접촉산화조(접촉산화지 포함)에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 폐타이어, 쇄석, 자갈 등 다양한 여재를 사용하여 유기물질을 침전·흡착시키 고, 생물학적으로 산화·분해하기 위한 접촉산화조에 있어서, 여재의 폐색을 막고 산기 효율을 높이기 위해 미세 다공판을 설치한 접촉산화조에 관한 것이다.

오폐수 및 하수 등을 처리하는 수처리 방법의 일종인 접촉산화법은 자갈, 쇄석 또는 각종 여재를 충진한 접촉산화조 내로 정화를 필요로 하는 하천수, 오수 등을 통과시켜 오염물의 침전, 흡착, 미생물에 의한 소화 등을 통하여 수질을 정화하는 방법이다. 접촉산화법은 BOD 80㎎/ℓ이하의 비교적 오염물질 농도가 높지 않은 오, 폐수 처리에 사용되고 있고, 폭기 및 오니 제거를 위한 목적으로 접촉산화조 바닥에 산기관을 설치하는 것이 일반적이다. 접촉산화법을 이용한 수처리 장치는 가정, 공장 또는 비점 오염원에서 배출되는 각종 폐수를 함유하는 오염된 물을 취수하여 저류조를 거치고, 저류조를 통과한 물에 포함된 유기물질 등을 침전, 흡착시키고 생물학적 방법으로 산화·분해하기 위하여 폐타이어, 쇄석, 자갈 등의 여재가 들어있는 접촉산화조 등으로 구성되어 있는 것이 일반적이며, 접촉산화조의 하부에는 오염물질이 들어 있는 물의 접촉산화 및 슬러지 배출을 용이하게 하기 위하여 산기관이 설치되어 있다. 산기관은 통상 긴 파이프에 일정 간격으로 통공이 형성되어 에어 컴프레서나 블로어로부터 공급되는 공기가 통공을 통하여 접촉산화조의 여재로 불어넣어진다.

접촉산화조의 여재 즉, 오염물질 분해작용을 하는 미생물 등 다양한 생물종을 품을 수 있는 공간으로서의 여재는 폐타이어, 공극을 형성한 폴리에틸렌 수지, 요구르트병, 자갈, 맥반석, 굴껍질과 같은 패각류, 황토볼, 모래, 숯 등 그 형상과 공극의 크기 등이 다양하다.

접촉산화법은 유지관리가 용이하고, 슬러지를 다량 보유할 수 있으며, 미생물을 비롯한 다양한 생물을 포함할 수 있어 분해속도가 낮은 오염물질 제거에 효과적이며, 수량 또는 오염물질 부하 변동에 대해 완충 능력이 있으며, 소규모 수처리 시설에 적합하며, 오염물질 농도가 높은 폐수의 후처리 방법으로도 이용할 수 있다. 그러나, 접촉산화법은 조 내의 여재를 균일하게 폭기 교반하기 어렵고, 폭기 비용이 많이 소요되며, 여재가 폐색될 수 있다는 것이 단점이다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 접촉산화조의 여재층에 간헐적으로 물이나 공기를 불어넣는 역세(Backwashing)가 행해진다. 역세는 통상의 폐수 유입을 차단하고, 일정 간격마다 공기가 뿜어지는 통공이 형성된 산기관 또는 산기판을 통하여 블로어 또는 컴프레서로부터 적정 압력을 갖는 공기가 여재층으로 전달되거나 또는, 공기 대신 일정 압력을 갖는 세정수(처리수)가 여재층으로 전달되어 부패된 균체나 탈리된 균체막 등을 여재로부터 분리시킨다.

그러나, 종래기술에 있어서 역세 방법은 역세수나 역세공기가 여재층 내로 고루 공급되지 못하기 때문에 역세수나 역세공기가 닿지 않는 곳의 여재층은 여전히 폐색된 상태로 있고, 시간이 흐를수록 점점 수처리 효율이 낮아지는 문제가 발생한다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하여 여재층 전체에 역세수 또 는 역세공기를 고루 공급할 수 있는 접촉산화조의 역세장치 및 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 여재층 전체에 산기관에서 나오는 공기(산소)를 골고루 공급할 수 있도록 하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 종래 여재층을 포함하는 접촉산화조에도 손쉽게 설치하여 적용할 수 있는 역세장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 설치가 간단하고 경제적인 접촉산화조용 미세다공판을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명자는 미세다공이 형성된 다공판을 접촉산화조의 산기관(또는 산기판)과 여재층 사이에 설치하였다.

본 발명은 역세수 또는 역세공기를 수처리 장치의 여재층에 가하는 역세장치 또는 공기를 여재에 불어 넣는 산기장치에 있어서, 산기관(산기판)과 여재층 사이 및/또는 역세수 노즐과 여재층 사이에 통공의 크기가 10~1,000㎛인 미세다공이 형성된 판을 설치하여 역세수, 역세공기 또는 폭기용 공기를 여재층 내로 고루 확산시키는 것을 특징으로 하는 접촉산화조에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 역세 방향이 하향 또는 상향인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 여재는 그 재질이나 형상에 특별한 제한은 없으나, 예컨대 폐타 이어, 공극을 형성한 폴리에틸렌 수지, 합성수지, 자갈, 맥반석, 패각류, 황토볼, 모래, 세라믹 또는 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 미세다공이 형성된 판은 합성수지 또는 금속 재질인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 이용되는 미세다공이 형성된 판은 재질에서 특별한 제한은 없으나, 수처리 용도이므로 물에 강한 합성수지 재질이나 스테인레스강 등이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 합성수지로 형성한다.

미세 다공판 형성을 위한 일 실시예로서 합성수지를 일정 모양 예컨대, 작은 구형이나 원반형 또는 다각형 등으로 성형한 후 성형된 칩들을 적정 온도와 압력으로 압착하거나 접착제를 이용하여 판형으로 제작한다. 이와 같이 제작된 미세다공판은 칩들의 사이에 있는 작은 공극들이 연결되어 모세관과 같은 통로를 형성하게 되는 것이다.

통상의 역세 방법에서는 일정 간격으로 통공이 형성된 산기관에 블로어나 에어컴프레서로 압축공기를 여재에 불어넣거나, 가압펌프 등의 펌프로 역세수를 여재에 공급하기 때문에 여재 전체에 균일하게 압축공기나 역세수가 침투하지 못하고 소위 데드존(dead zone)이 형성되므로, 부분적으로 산기관의 통공이 형성된 곳만 역세되어 점차 시간이 흐름에 따라 여재의 폐색이 심해지고 수처리 효율이 저감되었다. 그런데, 본 발명의 역세장치와 같이 10~1,000㎛의 공극이 균일하게 형성된 미세다공판을 이용하는 경우 여재 전체에 균일한 역세 효과를 거둘 수 있고, 미세 공극을 통하여 압축공기 또는 역세수를 침투시키게 되므로 상대적으로 압축공기 또는 역세수의 압력이 높아져 역세 효율을 높이는 효과도 거둘 수 있는 것이다.

역세뿐만 아니라, 접촉산화조에서는 산기관을 이용하여 생물학적 산화 및 분해 작용에 필요한 공기를 여재층에 불어넣어 주는데, 여재층 전체에 고른 폭기가 이루어지지 않는 문제로 인하여 부분적으로 폭기되지 않는 곳에서는 생물학적 산화 및 분해 작용이 일어나지 못하거나, 분해된 유기물질이 여재로부터 탈리되지 못하여 폐색이 일어나 접촉산화조의 수처리 효율이 현저히 저하되는 것이다. 본 발명의 접촉산화조는 미세다공판을 산기관과 여재층 사이에 설치함으로써 산기관에서 공급되는 공기가 미세다공판을 거쳐 여재층에 공급됨으로써 여재층 전체로 고루 확산되므로 폭기 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

본 발명에서 역세 방향은 상향 즉 중력의 역방향으로 형성할 수 있으며, 또는 하향으로 형성할 수도 있다. 상향으로 역세하는 경우에는 여재층의 하단 측에 미세다공판을 형성시키고, 하향으로 역세하는 경우에는 여재층 상단 측에 미세다공판을 형성시킨다. 상향 역세인 경우 역세에 의하여 탈리된 미생물이나 오염물질, 여재 폐색물질을 오버플로우에 의하여 넘쳐나도록 하거나, 또는 상층부의 측단에 개폐 가능한 유출구를 설치하여 역세시 발생하는 탈리 미생물 등 오염물질이 흘러나가도록 한다. 상부 유출구 대신 물의 표면에 역세에 의하여 발생한 오염물질을 흡입할 수 있는 흡입장치 또는 스크래퍼를 사용하는 것도 가능하다. 하향 역세인 경우에도 여재보다 아래쪽 하부 측단이나 하단에 개폐 가능한 유출구를 설치하여 역세시 발생하는 탈리 미생물 등 오염물질이 흘러가도록 한다. 또다른 방법으로서 오염물질 유출구를 별도로 형성하는 것도 가능하나, 처리수 유출구를 이용하여 오염물질을 유출시키되, 처리수 탱크나 다른 처리조에 연결하는 대신 물의 흐름을 바꾸는 밸브를 사용하여 별도의 탱크로 이송하는 것도 가능하다.

본 발명의 미세다공판은 종래 산기관이나 역세수 노즐을 제거하지 않고도 산기관 또는 역세수 노즐과 여재층 사이에 부가 설치함으로써 손쉽게 효율 높은 접촉산화조를 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 미세다공판을 구비한 여재 역세 장치를 개략적으로 도시한 도면으로서 여재층(10)의 하방에 산기관 또는 역세노즐(20)이 위치하여 간헐 역세시 에어 컴프레서 또는 가압펌프(21)를 작동시킴으로써 역세관을 통하여 노즐이나 산기관으로 역세공기 또는 역세수가 여재층 방향으로 뿜어진다. 이때 미세다공판(30)을 여재층 하단에 설치함으로써 도 2와 같이 미세공극을 통하여 여재를 고루 역세할 수 있는 것이다.

도 3은 미세다공판의 일 실시예를 도시한 도면으로서 입자 사이에 형성된 미세공극이 여재층의 역세 효율을 높이게 되는 것이다.

도 1, 2는 수처리 장치 중 여재층 부분을 중심으로 도시한 것으로, 피처리수 유입구, 역세수 유입구 등의 상세 내역은 도시하지 않았음을 밝힌다.

위에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 접촉산화조 내 여재층 전체에 역세수, 역세공기 또는 폭기용 공기를 고루 공급하여 여재의 폐색을 효율적으로 방지할 수 있고, 수처리 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 여재층을 포함하는 종래의 접촉산화조 설비에 손쉽게 부가 설치하여 적용할 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 고비용의 수처리 장치나 설비 없이도 간단히 여재와 역세 장치를 설치함으로써 유기물 농도가 높은 생활하수, 연못 등의 오염된 물을 경제적이고 효율적으로 처리하는 방법을 제공한다.

Claims (4)

1. 여재를 포함하는 접촉산화조에 있어서,

   다수개의 합성수지 칩을 일체화하여 제작되며, 상기 합성수지 칩의 사이에 형성되는 모세관 공극의 크기가 10~1,000㎛인 미세다공이 형성된 판을 산기관과 여재층 사이에 설치하여 역세수, 역세공기 또는 폭기용 공기를 여재층 내로 고루 확산시키는 것을 특징으로 하는 접촉산화조.
2. 제1항에 있어서,

   역세 방향은 하향 또는 상향인 것을 특징으로 하는 접촉산화조.
3. 제1항에 있어서,

   상기 여재층은 폐타이어, 공극을 형성한 폴리에틸렌 수지, 합성수지, 자갈, 맥반석, 패각류, 황토볼, 모래, 세라믹 및 활성탄으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 접촉산화조.
4. 삭제

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