KR100955913B1 - Physicochemical apparatus for purifying water - Google Patents

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KR100955913B1
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허순철
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주식회사 삼윤이엔씨기술사사무소
허순철
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Abstract

PURPOSE: A physico-chemical water purifying device is provided to easily secure an installation space with a compacted system, and to effectively purify contaminated water containing total phosphorus in a narrow space. CONSTITUTION: A physico-chemical water purifying device includes a rapid mixing device(10) and a floc formation and sedimentation device(20). The rapid mixing device processes contaminants in the contaminated water. The floc formation and sedimentation device grows floc by agglomeration with a plate-shaped media layer on which plate media(24) is laminated. The plate-shaped media layer is manufactured with activated fine charcoal.

Description

물리화학적 수질정화장치{Physicochemical apparatus for purifying water}Physicochemical apparatus for purifying water

본 발명은 수질정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수질오염물질이 고농도로 존재하는 하수처리 방류수 또는 수질오염이 심화된 부영양화 호수 등의 오염수에 대하여 고형물질 및 용존성 수질오염물질을 물리화학적으로 분리하여 정화처리하는 물리화학적 수질정화장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a water purification device, and more particularly, to physicochemical treatment of solids and dissolved water pollutants with respect to contaminated water, such as sewage treatment effluents with high concentrations of water pollutants, or contaminated water such as eutrophication lakes with increased water pollution. The present invention relates to a physicochemical water purification device that is separated and purified by water.

국내에 존재하는 다양한 규모의 공공수역은 대부분 하수처리 방류수 및 오염수 중의 수질오염물질, 특히 수질오염물질 중 총인(Total Phosphorus; T-P) 성분으로 인하여 부영양화가 어느 정도 진행되어 있는 것으로 알려지고 있다.Public waters of various sizes in Korea are known to have some degree of eutrophication due to water pollutants in sewage treatment effluent and contaminated water, in particular, total phosphorus (T-P) component of water pollutants.

따라서, 부영양화가 진행된 공공수역 등을 대상으로 하여 수중의 총인 성분을 제거하기 위한 물리화학적 처리시설을 도입하여 보다 쾌적한 수환경을 가지도록 수질을 개선한 친수공원을 계속 증가시키고 있는 추세이다.Therefore, the introduction of physicochemical treatment facilities to remove the phosphorus component in the water for public waters where eutrophication has been carried out is increasing the number of hydrophilic parks with improved water quality to have a more comfortable water environment.

최근 들어 공공수역에서의 부영양화를 예방하기 위하여 하수처리시 방류수의 총인을 제거하기 위한 고도처리시설이 설치되고 있으나, 하수처리장의 설치부지 여건 및 처리비용의 과다로 인하여 보다 컴팩트하고 경제적이면서 효율적인 처리방법 및 이를 이용한 수질개선기술, 수질개선설비들을 필요로 하고 있다.Recently, in order to prevent eutrophication in public waters, advanced treatment facilities have been installed to remove the total phosphorus of effluent during sewage treatment, but more compact, economical and efficient treatment methods due to the installation site conditions and excessive treatment cost of sewage treatment plants And there is a need for water quality improvement technology, water quality improvement equipment using the same.

통상의 물리화학적 처리시설에서는 화학적 처리 과정 및 물리적인 처리 과정을 순차적으로 진행하도록 구성되는데, 화학적 처리 과정에서는 주로 유기/무기 응집제(coagulant)를 사용하고 있고, 물리적 처리 과정에서는 중간매체(메디아/담체)(media)를 이용하여 여과를 통해 수처리하고 있는 바, 수중의 오염물질을 응집제를 사용하여 플럭(Floc)(수중의 부유, 현탁물이 서로 흡착하여 형성된 육안으로 볼 수 있는 크기의 고형물)으로 성장시킨 뒤 침전시키는 고액(固液) 분리 과정을 거친다.In general physicochemical treatment facilities, chemical treatment and physical treatment are sequentially performed. In chemical treatment, organic / inorganic coagulant is mainly used, and in the physical treatment, intermediate (media / carrier) is used. Water treatment is carried out by filtration using media, and the contaminants in the water are floc using flocculants to flocs (solids visible to the naked eye formed by adsorption of suspended and suspended substances in water). It grows and then precipitates a solid-liquid separation process.

상기의 물리화학적 처리시설의 일 예로, 급속 혼화 공정에서는 교반기가 설치된 혼화조로 오염수를 이동시킨 다음, 혼화조 내의 오염수에 폴리염화알루미늄(PAC) 등의 수처리용 응집제, 수산화나트륨(NaOH) 등의 중화제를 투입한 뒤 교반기로 오염수를 고속으로 회전시키고, 이로써 오염수 중 미세 입자에 의한 전기이중층 해소와 하전 중화를 유도하여 보다 큰 입자가 성장될 수 있도록 한다.As an example of the physicochemical treatment facility, in the rapid mixing process, the contaminated water is moved to the mixing tank in which the stirrer is installed, and then the flocculant for water treatment such as polyaluminum chloride (PAC), sodium hydroxide (NaOH), etc. After adding the neutralizing agent, the contaminated water is rotated at a high speed with a stirrer, thereby inducing the electric double layer resolution and the charge neutralization by the fine particles in the contaminated water so that larger particles can be grown.

이어 급속 혼화 공정 후 20분에서 40분 정도 미세 입자들을 서로 충돌시켜 보다 큰 입자로 성장시키는 플럭 형성 공정을 거친 뒤, 침전조에서 생성된 플럭이나 부유물을 침전 또는 부상시켜 고액 분리하는 고액 분리 공정을 진행하게 된다.Then, after the rapid mixing process, a floc forming process of colliding fine particles with each other for 20 to 40 minutes to grow into larger particles is carried out, followed by a solid-liquid separation process in which the floc or suspended matter produced in the settling tank is precipitated or floated to separate the liquid. Done.

그러나, 종래의 일반적인 응집, 침전 제거 방법에서는, 응집제 등을 이용하는 급속 혼화 공정에서의 처리시간은 대략 1분 정도로 짧다고 할 수 있으나, 플럭 형성에 소요되는 시간이 20분 ~ 40분, 침전을 통한 고액 분리에 소요되는 시간이 60분 ~ 120분 정도가 소요되는 등 긴 처리시간이 문제로 지적되고 있다(일반 응집, 침전 공정시 전체 2시간 ~ 3시간의 소요).However, in the conventional general flocculation and precipitation removal method, the treatment time in the rapid mixing process using a flocculant or the like can be said to be about 1 minute, but the time required for floc formation is 20 to 40 minutes, and the solid solution through precipitation Long treatment time has been pointed out as a problem such as the time required for separation takes about 60 to 120 minutes (generally 2 to 3 hours in general flocculation and precipitation processes).

예컨대, 후처리 공정인 플럭 형성과 침전을 통한 고액 분리 공정에서 긴 처리시간이 소요되면 전처리 공정인 급속 혼화 공정에서 과도한 교반 동력을 소모해야 하는 문제가 있게 된다. For example, if a long treatment time is required in the solid-liquid separation process through floc formation and precipitation, which is a post-treatment process, there is a problem in that excessive stirring power is consumed in the rapid mixing process, which is a pretreatment process.

또한 공정 중 침전 가능한 응결물의 형성을 위하여 과잉의 응집제가 투여되어야 하므로 약품비가 증가할 수밖에 없고, 슬러지 발생량 및 처리비의 과다로 전체 소요 비용이 크게 증가하는 문제가 있다.In addition, an excessive amount of flocculant must be administered to form a flocculant which can be precipitated during the process, which inevitably increases the chemical cost, and the total cost of the sludge is excessively increased due to the excessive amount of treatment and the treatment cost.

또한 유입 수질의 부하 변동 대응이 어렵고, 처리시설의 관리 포인트 증가로 숙련된 다수의 전문 운영인력이 필요하며, 이는 인건비 및 운용비용의 상승을 초래하게 된다.In addition, it is difficult to cope with the load fluctuations of the inflow water quality, and a large number of skilled operating personnel are required due to the increase of the management point of the treatment facility, which leads to the increase of labor cost and operation cost.

더욱이 종래의 일반적인 응집, 침전 제거 방법의 경우, 수질오염물질의 처리를 위하여 많은 설치부지를 필요로 하며(기존 하수처리장 여건상 설치부지 확보가 문제), 이는 건설비를 크게 상승시키는 요인이 되고 있다.Moreover, in the conventional general flocculation and sediment removal method, many installation sites are required for the treatment of water pollutants (a problem of securing the installation site due to existing sewage treatment plant conditions) is a factor that greatly increases the construction cost.

그 밖의 개선된 종래 기술로 플럭 형성시 입자 간 충돌 횟수를 최대화하고 고액 분리 시간을 최소화하기 위하여 응집보조제로 플럭형성조(또는 혼화조)에 점토, 규산질, 황토를 투입하거나, 침전조에서 이미 침전시킨 슬러지를 별도의 펌프를 이용하여 플럭형성조로 반송하는 방법 등이 있다.Other improved prior arts incorporate clay, siliceous, or loess into floc forming tanks (or admixtures) as flocculating aids to maximize the number of interparticle collisions and minimize solid-liquid separation time during flocculation, or have already precipitated in a settling tank. There is a method for conveying the sludge to the flocculation tank using a separate pump.

그러나, 응집보조제를 사용하는 방법의 경우, 초고속 응집이 가능하여 플럭 형성 시간을 단축시키는 장점이 있으나, 응집보조제의 사용으로 인해 반응의 부산물인 슬러지가 다량 발생하는 단점이 있고, 반응시간도 그리 짧지 않은 1시간 내외이면서 설치부지가 많이 필요한 문제점이 있다.However, in the case of using the coagulant aid, there is an advantage that the high-speed coagulation is possible to shorten the flocculation time, but there is a disadvantage in that a large amount of sludge as a by-product of the reaction occurs due to the use of the coagulant aid, the reaction time is not very short. There is a problem that requires a lot of installation site while not around 1 hour.

한편, 침전 슬러지를 반송하여 플럭 형성에 이용하는 방법의 경우, 플럭 형성시간을 대략 10분으로 단축시키는 것은 물론 플럭 형성도 크게 할 수 있어 침전 시간 역시 20분 ~ 30분 정도로 크게 단축시킬 수 있는 바, 이는 지금까지 설치부지를 가장 줄일 수 있는 부지 절약형 기술이라 할 수 있으나, 여전히 많은 부지를 필요로 하므로 기존 하수처리장의 여건상 설치부지를 확보하는데 어려움이 있을 수 있다.On the other hand, in the case of conveying the settling sludge to use for the formation of the flocs, not only can shorten the flocculation time to approximately 10 minutes, but also increase the formation of the floc, so that the settling time can also be greatly reduced to about 20 to 30 minutes. This can be said to be a site-saving technology that can reduce the installation site so far, but it still needs a lot of sites, it may be difficult to secure the installation site on the condition of the existing sewage treatment plant.

또한 정밀한 설계 및 시공이 이루어져야 하고, 플럭 형성을 위한 교반 동력과 더불어 침전 슬러지를 반송하기 위한 반송 동력을 소모하는 단점이 있으며, 이 역시 고액 분리시까지 최소 30분 정도의 시간을 소요하는 문제가 있다. In addition, precise design and construction have to be made, and there is a drawback of consuming the conveying power for conveying the settling sludge together with the stirring power for the formation of the floc, this also has a problem that takes at least 30 minutes until the solid-liquid separation .

이와 함께 침전 슬러리의 반송 과정 등의 운전상태를 지속적으로 모니터링해야 할 뿐만 아니라 운전조건을 유지하기 위한 관리 포인트의 증가가 수반되고, 반응 과정을 관측/제어하기 위한 숙련된 기술을 필요로 하는 만큼 다수의 전문 운영인력이 필요하다.In addition, it is necessary not only to continuously monitor the operating conditions such as the return process of the settling slurry, but also to increase the number of control points to maintain the operating conditions, and as many require skilled techniques to observe / control the reaction process. Professional operation personnel are required.

요컨대, 종래 기술의 경우, 설치부지가 과다하여 기설치된 하수처리시설의 여건상 입지여건의 불충분으로 방류수의 총인을 제거하기 위한 물리화학적 처리시설을 건설하는데 많은 어려움이 있고, 설치부지로 인한 비용 과다, 과잉의 응집보조제 사용으로 인한 약품비 및 슬러지 발생 과다, 슬러지 처리비 과다, 다수의 전문 운영인력 소요 등으로 인해 전체적인 건설비용 및 운용비용이 커서 비경제적이라는 문제점을 가지고 있다.
In short, in the case of the prior art, there are many difficulties in constructing a physicochemical treatment facility for removing total discharge of effluent due to insufficient installation site due to excessive installation site, and insufficient cost due to the installation site. In addition, due to excessive chemical and sludge generation due to the use of excessive coagulant aids, excessive sludge treatment costs, and a large number of professional operating personnel, the overall construction cost and operation cost are large and uneconomical.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 오염수 내에 존재하는 고형물질 및 용존성 수질오염물질을 물리화학적으로 초고속 고액 분리하여 정화처리함으로써, 수질오염물질을 경제적 및 효율적으로 제거할 수 있고, 처리시간의 단축이 가능해지며, 장기적이고도 효과적인 공공수역의 수질 개선, 친수성 확보, 오염수의 대체 수자원으로의 활용 등이 가능해지도록 하는 물리화학적 수질정화장치를 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, by separating and purifying the solid matter and dissolved water pollutants present in the contaminated water by physicochemical ultrafast solid-liquid separation, thereby economically and efficiently removing the water pollutants. Its purpose is to provide a physicochemical water purification system that can remove, shorten the treatment time, improve the long-term and effective public water quality, secure hydrophilicity, and utilize contaminated water as an alternative water source. .

또한 본 발명은 컴팩트한 장치 구성으로 오염수에 대해서 좁은 부지를 이용하여 효율적인 정화처리가 가능해지고, 설치부지를 쉽게 확보할 수 있으며, 부지면적의 축소, 건설비용 및 장치비용, 운용비용의 절감, 약품 사용의 절감, 무인 운전(모니터링 불필요)을 통한 인건비 절감, 무동력화 등이 가능하여 경제적으로도 우수한 물리화학적 수질정화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
In addition, the present invention is a compact device configuration can be used for efficient purification treatment by using a narrow site for contaminated water, can easily secure the installation site, reducing the site area, construction cost and equipment cost, operating cost, Its purpose is to provide economically superior physicochemical water purification equipment, which can reduce the use of chemicals, reduce labor costs through unattended operation (no monitoring required), and power-free.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 응집제를 이용하여 오염수 내 오염물질을 화학적으로 입자화하는 급속혼화장치와; 판형 메디아들이 적층된 판형 메디아층을 구비하여 상기 급속혼화장치로부터 유입되는 오염수 및 입자화된 오염물질을 상기 판형 메디아층으로 통과시켜, 상기 판형 메디아 사이의 유로에서 오염수의 분리 및 합류가 반복되는 동안 오염물질 입자의 물리적인 뭉침현상에 의해 플럭들을 성장시키고, 성장된 플럭들을 상기 판형 메디아층 하측으로 침전시키는 동시에, 상기 플럭들이 분리된 처리수를 배출하는 플럭 형성 및 침전 장치;를 포함하는 물리화학적 수질정화장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, a rapid mixing apparatus for chemically granulating the contaminants in the contaminated water using a flocculant; A plate media layer is formed with stacked plate media to pass contaminated water and granulated contaminants flowing from the rapid mixing device to the plate media layer, so that contaminant water is separated and merged in the flow path between the plate media. A flocculation and precipitation apparatus for growing flocs by physical agglomeration of contaminant particles during the process and precipitating the grown flocs under the plate-shaped media layer and simultaneously discharging the treated water from which the flocs are separated. It provides a physicochemical water purification device.

바람직한 실시예에서, 상기 플럭 형성 및 침전 장치는, 상기 급속혼화장치로부터 유체 통로를 통해 연결되어 오염수 및 오염물질 입자가 유입되는 반응조와; 상기 반응조 내에서 판형 메디아들을 적층하여 상기 판형 메디아층을 형성함으로써 구성되는 플럭형성부와; 상기 반응조 내에서 상기 플럭형성부의 하측으로 공간을 구비하여 형성되고 상기 플럭형성부에서 형성된 플럭들이 침전되어 농축되는 침전부와; 상기 반응조에서 플럭형성부를 통과한 뒤 상기 플럭들이 침전되어 분리된 처리수를 배출하는 배출부;를 포함하여 구성될 수 있다.In a preferred embodiment, the floc forming and precipitation apparatus comprises: a reaction tank connected from the rapid mixing apparatus through a fluid passage to introduce contaminated water and contaminant particles; A floc forming portion formed by stacking plate-shaped media in the reactor to form the plate-shaped media layer; A precipitation unit formed in the reactor with a space below the floc forming unit, in which flocs formed in the floc forming unit are precipitated and concentrated; It may be configured to include; a discharge portion for discharging the treated water separated by the precipitate is settled after passing the floc forming portion in the reactor.

또한 상기 판형 메디아는 폭과 길이가 3 ~ 10 cm의 크기를 가지는 것을 사용할 수 있다.In addition, the plate-shaped media may be used having a size of 3 ~ 10 cm in width and length.

또한 상기 플럭형성부는 판형 메디아층을 형성하도록 적층되는 판형 메디아들과, 상기 판형 메디아들을 둘러싸도록 설치되는 스크린을 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the floc forming portion may be configured to include a plate-shaped media stacked to form a plate-shaped media layer, and a screen installed to surround the plate-shaped media.

또한 상기 판형 메디아 사이의 유로가 3차원적으로 수직방향 및 수평방향, 경사방향으로 다양하게 형성되어 다양한 방향으로 수리적인 자연 유체 흐름이 발생될 수 있도록, 상기 판형 메디아들은 눕힌 상태로 하여 위와 아래의 판형 메디아들이 서로 교차되게 적층되는 것이 바람직하다.In addition, the flow path between the plate-shaped media is formed in a variety of vertical, horizontal and inclined directions in three dimensions so that the hydraulic fluid flow in a variety of directions can be generated, the plate-shaped media in the lying state up and down It is preferable that the plate media are stacked to cross each other.

또한 상기 침전부의 상부 영역에서 상기 플럭형성부의 하측으로는 플럭들의 침전 효율을 증대시키기 위해 플럭들을 하측으로 유도하는 다수의 경사판이 설치되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a plurality of inclined plates are provided below the floc forming part in the upper region of the settling part to guide the flocks downward to increase the settling efficiency of the flocs.

또한 상기 침전부 내에 공기공급수단 또는 산소공급수단과 연결된 산기관이 설치될 수 있으며, 상기 배출부는 상기 플럭형성부를 통과하여 정화처리된 처리수를 통과시켜 상기 처리수에 잔류하는 오염물질 입자 및 플럭들을 여과하는 여과층부를 구비하도록 구성될 수 있다.In addition, an air diffuser or an oxygen supply unit connected to an oxygen supply unit may be installed in the precipitation unit, and the discharge unit may pass contaminant particles and flocks remaining in the treated water through the treated water passing through the floc forming unit. It may be configured to have a filtration layer portion for filtering them.

여기서, 상기 여과층부는 반응조 내측면 일측에 처리수가 배출되는 통로를 구획하는 구획벽을 설치하고 상기 구획벽 내측 공간으로 스크린에 의해 지지되는 입상의 여과재를 충전하여 구성될 수 있다.Here, the filter layer may be configured by installing a partition wall for partitioning a passage through which the treated water is discharged on one side of the inner side of the reaction tank and filling the particulate filter material supported by the screen into the partition wall inner space.

또한 상기 여과재는 직경 0.5 ~ 5 cm의 입자 크기를 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 여과재는 복수의 층으로 적층되되, 층별로 입자의 크기를 달리하여 층별로 입자 간 공극의 크기를 달리하고, 이때 하층일수록 직경이 큰 입자를 사용하여 입자 간 공극을 크게 하는 것이 바람직하다.In addition, the filter medium is preferably used having a particle size of 0.5 ~ 5 cm in diameter, the filter medium is laminated in a plurality of layers, by varying the size of the particles by layer to vary the size of the pores between particles by layer, At this time, it is preferable to increase the space | gap between particle | grains using the particle | grains with a larger diameter as it is a lower layer.

또한 상기 급속혼화장치로부터 상기 플럭 형성 및 침전 장치로 오염수 및 오염물질 입자가 유입되는 유체 통로에는 오염수의 pH 값을 검출하기 위한 pH 미터가 설치될 수 있다.
In addition, a pH meter for detecting a pH value of the contaminated water may be installed in the fluid passage through which the contaminated water and the contaminant particles flow from the rapid mixing device to the floc forming and settling apparatus.

이에 따라, 본 발명의 물리화학적 수질정화장치에 의하면, 하수처리 방류수와 오염 하천수 및 오염 호수 등 부영양화를 일으키는 원인이 되는 총인을 함유한 오염수에 대해서 좁은 부지를 이용하여 장기적이고도 효과적인 정화처리가 가능하다.Accordingly, according to the physicochemical water purification apparatus of the present invention, long-term and effective purification treatment is possible by using a narrow site for contaminated water containing total phosphorus that causes eutrophication, such as sewage treatment effluent, polluted river water and polluted lake. Do.

또한 컴팩트한 장치 구성으로 설치부지를 쉽게 확보할 수 있고, 부지면적의 축소, 건설비용 및 장치비용, 운용비용의 절감, 약품 사용의 절감, 무인 운전(모니터링 불필요)을 통한 인건비 절감, 무동력화 등을 달성할 수 있는 바, 경제적으로도 매우 우수한 장점이 있게 된다.
In addition, it is easy to secure the installation site with compact device configuration, reduce the land area, construction cost and equipment cost, reduce the operation cost, reduce the use of chemicals, reduce the labor cost through unmanned operation (no monitoring), and the non-motorization As a result, it is economically very good.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수질정화장치의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수질정화장치에서 플럭형성부의 판형 메디아층 내에서 이루어지는 대형 입자화의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 수질정화장치를 이용하여 오염수를 처리하였을 때 오염물질의 농도와 처리수의 탁도를 나타내는 도면이다.1 is a schematic view showing the configuration of a water purification apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining the principle of large-scale granulation made in the plate-like media layer of the floc forming part in the water purification apparatus according to the present invention.
3 to 5 are views showing the concentration of pollutants and turbidity of treated water when the contaminated water is treated using the water purification apparatus according to the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

본 발명은 수질오염물질이 고농도로 존재하는 하수처리 방류수 또는 수질오염이 심화된 부영양화 호수 등의 오염수에 대해서 고형물질 및 용존성 수질오염물질을 물리화학적으로 초고속 고액(固液) 분리하여 정화처리함으로써, 수질오염물질을 경제적 및 효율적으로 제거할 수 있고, 공공수역의 수질 개선, 친수성 확보, 오염수의 대체 수자원으로의 활용 등이 가능해지도록 하는 물리화학적 수질정화장치에 관한 것이다. The present invention is a high-speed solid-liquid separation and purification of solids and dissolved water pollutants for contaminated water such as sewage treatment effluents with high concentrations of water pollutants or eutrophication lakes with increased water pollution. Accordingly, the present invention relates to a physicochemical water purification apparatus that can remove water pollutants economically and efficiently, and to improve water quality in public water, secure hydrophilicity, and utilize contaminated water as an alternative water resource.

특히, 본 발명은 하수처리 방류수 및 오염수에 대한 장기적인 수질 정화를 목적으로 응집제와 더불어 비교적 쉽고 저렴하게 구할 수 있는 활성백탄 등으로 이루어진 판형 메디아를 이용하여 오염수 중 고형물질 및 인 등의 용존 성분을 단일 반응기 내에서 고비중 및 고밀도로 대형 입자화한 뒤 침전/여과하는 방식으로 고액 분리를 초고속(10분 내외)으로 실시할 수 있게 구성됨으로써, 하수처리 방류수 및 오염수의 인으로 인한 공공수역에서의 부영양화를 효과적으로 방지하고, 정화된 처리수를 공업용수나 농업용수 등의 대체 수자원으로 활용할 수 있게 하는 고효율의 물리화학적 수질정화장치에 관한 것이다.In particular, the present invention is a dissolved component such as solids and phosphorus in contaminated water by using a plate-like media consisting of activated charcoal, which can be obtained relatively easily and inexpensively, with a flocculant, for the purpose of long-term water purification for sewage treatment effluent and contaminated water. It is possible to carry out solid-liquid separation at a high speed (about 10 minutes) by large-sized and high-density granules in a single reactor, followed by precipitation and filtration. The present invention relates to a high-efficiency physicochemical water purification system that effectively prevents eutrophication and makes it possible to utilize purified water as alternative water resources such as industrial water or agricultural water.

이러한 본 발명의 수질정화장치는 활성백탄 등으로 이루어지는 판형 메디아를 이용하여 오염수 중의 오염물질을 별도의 동력 없이 수리적 에너지에 의해 초고속 침전이 가능한 대형 플럭으로 성장시킬 수 있는 플럭형성부에 주된 특징이 있다. The water purifying apparatus of the present invention has a main feature of the flocculation unit which can grow pollutants in contaminated water into large scales capable of ultra-fast sedimentation by hydraulic energy without additional power using plate-shaped media made of activated charcoal. have.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수질정화장치의 구성을 나타내는 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수질정화장치에서 플럭형성부의 판형 메디아층 내에서 이루어지는 대형 입자화의 원리를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a schematic view showing the configuration of a water purification apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 illustrates the principle of large-scale granulation made in the plate-like media layer of the floc forming part in the water purification apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a figure for following.

우선, 본 명세서에서는 명확한 설명을 위하여 본 발명의 수질정화장치에 의해 정화처리의 대상이 되는 오염된 물, 예컨대 하수처리 방류수나 기타 폐수, 부영양화된 호수 등의 오염수와 같이 수질오염물질을 함유하고 있는 다양한 종류 및 형태의 처리 대상수를 간단히 오염수로 총칭하여 설명하기로 한다.First, for the sake of clarity, the present specification includes water contaminants such as contaminated water, which is the subject of purification by the water purification apparatus of the present invention, for example, sewage treatment effluent or other wastewater, and contaminated water such as eutrophicated lakes. The various types and types of water to be treated will be briefly described as contaminated water.

본 발명에 따른 수질정화장치는 오염수 내 수질오염물질을 물리화학적으로 응집시키고 고속으로 침전시키는 것으로, 오염수 내 고형물질 및 용존성 오염물질을 화학적으로 미세 입자화하고 이어 미세 입자를 물리적으로 대형 입자화하여 고비중, 고밀도의 플럭(Floc)을 형성한 뒤 고속 침전시키도록 구성되는 바, 응집제를 이용하여 오염수 내 용존성 오염물질을 화학적으로 미세 입자화하는 급속혼화장치(10)와, 상기 급속혼화장치(10)로부터 유입되는 오염수 중 미세 입자화된 오염물질을 활성백탄 등으로 이루어진 판형 메디아(24)를 이용하여 물리적으로 대형 입자로 성장시킴으로써 플럭을 형성하는 동시에 형성된 플럭을 바닥부로 침전시키는 플럭 형성 및 침전 장치(20)를 포함하여 구성된다.Water purifying apparatus according to the present invention is to physically agglomerate water pollutants in contaminated water and to precipitate at a high speed, to chemically finely solidify solid particles and dissolved contaminants in contaminated water, and then physically large particles It is configured to form a high specific gravity, high-density floc (floc) and then precipitated at high speed, the rapid admixture (10) for chemically finely granulating the dissolved pollutants in the contaminated water using a flocculant, The floc formed in the contaminated water flowing from the rapid mixing device 10 is grown to large particles by using a plate-shaped media 24 made of activated charcoal or the like to physically form a floc, and at the same time, the floc formed at the bottom portion is formed. And a flocculation and precipitation apparatus 20 for settling.

이러한 구성에서, 급속혼화장치(10)는 오염수 내 수질오염물질을 응집제에 의한 응집반응을 통해 미세 입자가 되도록 화학적으로 1차 응집시키고, 플럭 형성 및 침전 장치(20)는 판형 메디아(24) 사이의 불규칙 유로를 통과하는 오염물질 입자의 충돌 및 구름현상 등에 기인하는 물리적 뭉침현상을 통하여 초고속 침전이 가능한 고밀도의 대형화된 플럭들을 형성하게 된다. In this configuration, the rapid admixture 10 is the first chemically agglomerated to contaminate the water pollutant in the contaminated water into fine particles through the flocculation reaction by the flocculant, the floc forming and precipitation apparatus 20 is plate-shaped media (24) Physical condensation caused by collisions of contaminant particles passing through irregular flow paths between them and cloud phenomena results in the formation of high-density and large-size flocs capable of ultra-fast settling.

보다 상세히 설명하면, 상기 급속혼화장치(10)는 처리 대상의 오염수가 유입되고 오염수 내 용존성 오염물질의 응집반응을 위한 응집제가 투입될 수 있도록 구비되는 혼화조(11)를 포함하는 것으로, 상기 혼화조(11) 내에 유입된 오염수와 응집제를 급속 교반하여 오염수의 하전을 중화시키는 동시에 오염수 내 용존성 오염물질을 화학적으로 응집시켜 오염물질 입자를 형성시키게 된다. In more detail, the rapid mixing apparatus 10 includes a mixing tank 11 provided to allow the contaminated water to be treated to be introduced and a flocculant for the coagulation reaction of the dissolved contaminants in the contaminated water to be introduced. Rapidly stirring the contaminated water and the flocculant introduced into the mixing tank 11 to neutralize the charge of the contaminated water and at the same time chemically aggregate the dissolved contaminants in the contaminated water to form contaminant particles.

본 발명의 급속혼화장치(10)에서 응집반응을 위한 오염수와 응집제의 혼합 과정에서 오염수가 펌프를 이용하여 유입되도록 하는 경우 인라인 믹서를 이용하고, 오염수가 중력에 의해 유입되도록 하는 경우 급속교반기(12)를 이용하는 것이 가능하다.In the case of mixing the contaminated water and the flocculant for the flocculation reaction in the rapid mixing apparatus 10 of the present invention, when the contaminated water is introduced using a pump, an inline mixer is used, and when the contaminated water is introduced by gravity, a rapid stirrer ( 12) is possible.

상기와 같은 본 발명의 급속혼화장치(10)는 오염수 중 오염물질을 미세 입자로 응집시키기 위하여 수처리용 응집제가 이용되고 필요한 경우 급속교반기(12) 등을 이용하는 공지의 구성인 바, 이러한 급속혼화장치 및 이의 급속 혼화 공정에 대해서는 그 구성이나 형태, 유기/무기 응집제의 종류, 필요한 경우 첨가가 가능한 중화제(NaOH 등)의 종류, 응집반응 등의 공정 원리나 반응으로 인한 작용, 효과 등이 널리 알려진 공지의 기술적 사항이면서 이를 포함한 급속혼화장치의 제반 기술적 사항들이 당업계에서 자명한 기술적 사항이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.The rapid admixture device 10 of the present invention as described above is a well-known configuration using a coagulant for water treatment in order to agglomerate contaminants in contaminated water into fine particles and using a rapid stirrer 12, if necessary, such rapid admixture. As for the apparatus and its rapid mixing process, its composition and form, the type of organic / inorganic flocculant, the kind of neutralizing agent (NaOH etc.) that can be added if necessary, the process principle such as the flocculation reaction, the action and effect due to the reaction, etc. are widely known. Known technical matters and all technical matters of the rapid admixture including the same are obvious technical matters in the art, so a detailed description thereof will be omitted.

상기 플럭 형성 및 침전 장치(20)는 급속혼화장치(10)의 하류측에 구비되어 활성백탄 등으로 이루어진 판형 메디아(24)가 적층 수용되고 상기 급속혼화장치(10)로부터 유입된 오염수 및 오염물질 입자를 상기 판형 메디아(24) 사이로 통과시킴으로써 오염물질 입자를 고비중, 고밀도의 대형 플럭으로 성장시키는 동시에 형성된 플럭을 바닥부로 침전시켜 농축시키는 장치이다. The floc forming and settling device 20 is provided downstream of the rapid mixing device 10 so that plate media 24 made of activated charcoal or the like are stacked and received, and contaminated water and pollution introduced from the rapid mixing device 10 are formed. The material particles are passed between the plate-shaped media 24 to grow the contaminant particles into a large specific gravity and a high density of large flocs, and at the same time settle and concentrate the formed floc to the bottom.

이를 위하여, 상기 플럭 형성 및 침전 장치(20)는, 급속혼화장치(10)로부터 급속 혼화 공정을 마친 오염수 및 수중 오염물질의 미세 입자가 유입되는 반응조(21)와, 상기 반응조(21) 내에서 폭과 길이에 비해 두께가 얇은 판형 메디아(24)를 적층하여 구성되는 플럭형성부(22)와, 상기 플럭형성부(22)에서 형성된 플럭이 침전되어 농축되는 침전부(25)와, 상기 플럭형성부(22)를 통과한 처리수를 배출시키는 배출부(26)를 포함하여 구성된다.To this end, the floc forming and settling apparatus 20 includes a reaction tank 21 into which fine particles of contaminated water and contaminants in the water have undergone a rapid mixing process from the rapid mixing device 10, and inside the reaction tank 21. In the floc forming portion 22 is formed by stacking the plate-shaped media (24) thinner than the width and the length, and the precipitate formed by the precipitate formed in the floc forming portion 22 precipitate 25 and the It is configured to include a discharge portion 26 for discharging the treated water passing through the floc forming portion 22.

상기와 같이 본 발명에서는 플럭을 형성하고 고속으로 침전시키는 공정이 플럭 형성 및 침전 장치(20)의 단일 반응조(21) 내에서 이루어지는데, 이러한 플럭 형성 및 침전 장치(20)의 반응조(21)는 급속혼화장치(10)의 혼화조(11)로부터 오염수가 별도의 동력 없이 수리적 에너지에 의해 자연 유입될 수 있게 급속혼화장치의 혼화조와는 수두차를 가지도록 연결된다.As described above, in the present invention, a process of forming a floc and settling it at a high speed is performed in a single reactor 21 of the floc forming and precipitation apparatus 20. The reactor 21 of the floc forming and precipitation apparatus 20 is The polluted water from the mixing tank 11 of the rapid mixing device 10 is connected to the mixing tank of the rapid mixing device so that water can be naturally introduced by hydraulic energy without additional power.

도 1에서는 급속혼화장치(10)의 혼화조(11)와 플럭 형성 및 침전 장치(20)의 반응조(21)가 높이차를 두지 않고 도시되었으나, 실제 오염수가 수두차의 수리적 에너지에 의해 상기 반응조(21)로 자연 이동되도록 하기 위해서는 반응조의 용량, 반응조에서 유출되는 처리수의 유량 및 속도, 압력 등을 고려하여 혼화조(11)의 용량 및 높이 등을 적절히 설계함이 마땅하다.In FIG. 1, the mixing tank 11 of the rapid mixing apparatus 10 and the reaction tank 21 of the floc forming and precipitation apparatus 20 are shown without a difference in height, but the actual contaminated water is caused by the hydraulic energy of the water head. In order to naturally move to (21), it is appropriate to design the capacity and height of the mixing tank 11 in consideration of the capacity of the reaction tank, the flow rate and speed of the treated water flowing out of the reaction tank, pressure and the like.

또한 상기 급속혼화장치(10)의 혼화조(11)와 플럭 형성 및 침전 장치(20)의 반응조(21) 사이를 연결하는 유체 통로(24)에는 통과하는 오염수의 pH 값을 검출하기 위한 pH 미터(14)가 설치될 수 있는데, 이 경우 pH 미터(14)를 통해 오염수의 pH 값을 모니터링하여 모니터링된 pH 값에 기초하여 혼화조(11) 내 응집반응을 제어하는 것이 가능해진다.In addition, the pH for detecting the pH value of the contaminated water passing through the fluid passage 24 connecting between the mixing tank 11 of the rapid mixing device 10 and the reaction tank 21 of the floc forming and precipitation device 20. A meter 14 may be installed, in which case it is possible to monitor the pH value of the contaminated water via the pH meter 14 to control the flocculation reaction in the mixing tank 11 based on the monitored pH value.

예컨대, 급속혼화장치(10)의 혼화조(11)에서 플럭 형성 및 침전 장치(20)의 반응조(21)로 유입되는 오염수의 pH 값을 대략 7로 유지하게 되면 플럭 형성 등의 효율을 최대화할 수 있으므로, 유체 통로(24)를 통해 반응조(21)로 유입되는 오염수의 pH 값이 7에 근접되도록 응집제 주입량, 교반효과 등을 조절하여 응집반응을 제어하는 것이 바람직하다.For example, maintaining the pH value of the contaminated water flowing into the reaction tank 21 of the floc forming and precipitation apparatus 20 in the mixing tank 11 of the rapid mixing apparatus 10 at approximately 7 maximizes the efficiency of the flocculation and the like. As such, it is preferable to control the flocculation reaction by adjusting the flocculant injection amount, the stirring effect, and the like such that the pH value of the contaminated water flowing into the reactor 21 through the fluid passage 24 approaches 7.

또한 중화제의 사용이 필수적인 것은 아니나, 만약 혼화조(11)에서 응집제(PAC)를 과다하게 사용하면 오염수의 pH가 저하되므로, pH 메터(14)를 통해 pH가 6.7 이하로 현저하게 저하된 것으로 나타나는 경우, 알카리 보충용 중화제로 NaOH를 혼화조(11)에 주입하여 반응 pH를 7.0 정도로 유지할 필요가 있다.In addition, the use of the neutralizing agent is not essential, but if excessive use of the flocculant (PAC) in the mixing tank 11, the pH of the contaminated water is lowered, so that the pH is significantly lowered to 6.7 or less through the pH meter (14) When it appears, it is necessary to inject NaOH into the mixing tank 11 as an alkali supplementing neutralizing agent to maintain the reaction pH at about 7.0.

상기 플럭형성부(22)는 반응조(21) 내부에서 급속혼화장치(10)로부터 자연 유입되는 오염수가 우선적으로 통과할 수 있는 특정 공간에 구성되며, 도시된 바와 같이 상기의 특정 공간 내에 다수의 판형 메디아(24)를 여러 겹으로 적층하여 충전(充塡)시킨 구조로 구성된다.The floc forming part 22 is configured in a specific space through which the contaminated water naturally flowing from the rapid mixing device 10 may preferentially pass through the inside of the reaction tank 21, and a plurality of plate shapes may be formed in the specific space as shown. It consists of the structure which the media 24 was laminated | stacked in several layers, and was filled.

여기서, 판형 메디아(24)들은 스크린(23) 내에 대략 수평이 되게 눕혀서 여러 겹으로 적층시키되, 위와 아래의 판형 메디아들이 서로 교차되도록 적층시킬 수 있으며, 반응조(21) 내에서 적층된 다수의 판형 메디아(24)들이 오염수가 통과하면서 플럭이 형성되는 판형 메디아층을 구성하게 되고, 이러한 판형 메디아층에 의해 반응조(21) 내에서 플럭형성구역이 형성되게 된다. Here, the plate-shaped media 24 are laid horizontally in the screen 23 so as to be stacked in multiple layers, and the plate-shaped media may be stacked so that the top and bottom medians cross each other, and the plurality of plate-shaped media stacked in the reactor 21. The 24 forms a plate-like media layer in which flocs are formed as the contaminated water passes, and the plate-forming zone is formed in the reactor 21 by the plate-shaped media layer.

이에 따라, 급속혼화장치(10)에서 응집제의 작용으로 하전 중화되어 미세 입자가 형성된 총인(T-P)을 포함하는 오염수가 플럭 형성 및 침전 장치(20)의 반응조(21)로 자연 유입될 때 상기 플럭형성부(22) 내의 여러 겹으로 충전된 판형 메디아층을 우선적으로 통과하게 된다.Accordingly, when the contaminated water including total phosphorus (TP) is neutralized by the action of the flocculant in the rapid admixture device 10 and has fine particles formed therein, the floc is naturally introduced into the reactor 21 of the flocculation and precipitation apparatus 20. Passes through the plate-shaped media layer filled in several layers in the formation part 22 preferentially.

상기 스크린(23)은 내부에 충전된 판형 메디아(24)를 둘러싸도록 설치되는 것으로, 판형 메디아(24)들의 상부와 하부, 측면부를 둘러싸도록 배치될 수 있으며, 판형 메디아(24)들을 적층된 상태로 가둬두는 역할을 하는 동시에 그 자중에 의해 반응조(21) 내 오염수에서 판형 메디아층의 전체 부력을 제어하는 역할을 하게 된다.The screen 23 is installed to surround the plate-shaped media 24 filled therein, and may be disposed to surround the upper, lower, and side portions of the plate-shaped media 24, and the plate-shaped media 24 are stacked. In addition to the role of the confinement to the role of controlling the total buoyancy of the plate-shaped media layer in the contaminated water in the reactor 21 by its own weight.

본 발명에서 상기 스크린(23)은 망 형태로 구비될 수 있는데, 이때 스크린(23) 내부에 판형 메디아(24)들을 적층되게 넣은 뒤 판형 메디아(24)들이 충전된 스크린(23) 전체를 반응조(21) 내에 수납하게 되며, 반응조(21) 내 오염수에 뜬 상태로 설치가 가능하다. In the present invention, the screen 23 may be provided in the form of a net, and in this case, the plate-shaped media 24 are stacked in the screen 23 and the plate-shaped media 24 are filled with the entire screen 23. 21) is accommodated in, it is possible to install in a state floating in the contaminated water in the reaction tank (21).

본 발명에서 플럭형성부(22)를 구성하는 판형 메디아(24)로는 다공성이면서 물에 뜨는 재료로 제작된 것을 사용하며, 폭과 길이가 3 ~ 10 cm의 크기를 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하다.In the present invention, the plate-shaped media 24 constituting the floc forming portion 22 is made of a porous and floating material, it is preferable to use a width and length having a size of 3 ~ 10 cm.

여기서, 길이가 3cm 미만인 판형 메디아들을 사용하게 되면, 플럭형성부 내의 유로 연장이 길게 되어 수두손실이 크게 발생하고, 이에 오염수의 이동이 원활하지 못하는 문제가 있게 된다.In this case, when the plate-shaped media having a length of less than 3 cm are used, the length of the flow path in the floc forming portion is extended, so that the head loss is largely generated, and contaminated water is not smoothly moved.

또한 10cm를 초과하는 판형 메디아들을 사용하게 되면, 플럭형성부 내에 유로가 형성되지 않는 정체 구역이 발생할 수 있으며, 이로 인하여 유로 내 오염수의 유속이 빨라져 플럭형성부 내 플럭 억류량이 적어지는 바, 결국 플럭 형성능을 저해하는 문제가 있게 된다. In addition, the use of plate-shaped media larger than 10 cm may result in stagnant zones in which no flow path is formed in the floc forming portion, which results in a faster flow rate of contaminated water in the flow path, thereby reducing the amount of floc detaining in the floc forming portion. There is a problem of inhibiting the floc formation ability.

또한 바람직한 실시예에서 판형 메디아(24)로는 목재를 사용하여 제조한 활성백탄을 판형으로 쪼개어 사용하는 것이 가능하며, 본 발명에서 판형 메디아 소재로 사용 가능한 활성백탄의 일 예는 하기 표 1과 같다.In addition, in the preferred embodiment plate-like media (24) can be used to split the activated charcoal prepared using wood into a plate shape, an example of activated charcoal that can be used as a plate-like media in the present invention is shown in Table 1.

Figure 112010017916076-pat00001
Figure 112010017916076-pat00001

이때, 판형 메디아(24)는 활성백탄을 판상으로 쪼개어 사용할 뿐 별도의 표면 가공을 하지 않으므로 전체적으로 울퉁불퉁한 표면을 가지는 바, 적층된 판형 메디아(24) 사이에는 도 2에 나타낸 바와 같이 다양한 크기의 간극이 형성되며, 이러한 간극들이 오염수 및 오염물질 입자를 통과시키는 동시에 이들을 억류하여 이동속도를 저하시키는(유속을 저하시키는) 이동통로를 형성하게 된다.At this time, since the plate-shaped media 24 are used to split the activated charcoal into a plate shape and do not have a separate surface processing, the plate-shaped media 24 have an overall uneven surface. As shown in FIG. These gaps are formed, and these gaps pass through the contaminated water and the contaminant particles, and at the same time, form a moving passage that detains them and decreases the moving speed (decreases the flow velocity).

또한 판형 메디아층에서 판형 메디아(24) 사이의 이동통로, 즉 오염수 및 오염물질 입자가 통과하는 유로는 판형 메디아(24) 사이에서 3차원적으로 수직방향 및 수평방향, 경사방향으로 다양하게 형성되는 바, 이러한 유로에 의해 다양한 방향으로의 수리적인 자연 유체 흐름이 발생된다. In addition, the movement path between the plate media 24 in the plate media layer, that is, the passage through which contaminated water and contaminant particles pass is formed in various ways in the vertical, horizontal and inclined directions in three dimensions between the plate media 24. As a result, these flow paths generate a hydraulic natural fluid flow in various directions.

특히, 판형 메디아층 내에서 유속이 상대적으로 빠른 유로 구간과 유속이 상대적으로 느린 구간들이 다양하게 조성되며, 판형 메디아(24)가 적층된 구조에서 판형 메디아(24) 사이의 유로에 의해 오염수는 분리와 합류를 반복하게 되고, 유속이 상대적으로 느린 정체 구간에서는 오염물질 입자가 서로 엉키는 동시에 충돌하여 응집이 더욱 잘 이루어지는 바, 응집 효율이 보다 좋아지게 된다. In particular, various flow path sections having a relatively high flow rate and relatively slow flow rates are formed in the plate media layer, and in the structure in which the plate media 24 are stacked, the contaminated water is prevented by the channels between the plate media 24. Separation and confluence are repeated, and congestion particles are entangled and collided with each other in a stagnant section where the flow rate is relatively slow, resulting in better flocculation efficiency.

결국, 오염물질 입자가 억류되는 정체 구간, 오염물질 입자가 서로 엉키는 유로 구간, 판형 메디아(24) 사이의 유로가 합쳐지는 합류부의 병목 부분 등에서 입자와 입자, 입자와 플럭, 플럭과 플럭 간의 충돌과 구름현상 등에 기인하는 뭉침현상에 의하여 입자 및 플럭이 더욱 크게 응집되어 고비중의 대형화된 플럭들을 형성하게 되고, 유로를 통과하여 오염수의 분리 및 합류가 반복되는 동안 플럭은 계속된 응집으로 인하여 고밀도 및 고비중 상태로 더욱 커지게 된다. As a result, collisions between particles and particles, particles and flocks, flocks and flocs in stagnant sections in which contaminant particles are confined, passage sections in which contaminant particles are entangled with each other, and bottlenecks in confluence sections in which conduits between plate media 24 merge. Agglomeration caused by clouding and the like causes the particles and flocs to aggregate more largely to form large-scaled flocs, and the flocs are densified due to the continuous flocculation while the contaminated water is separated and merged through the flow path. And a greater specific gravity.

이와 같이 판형 메디아(24)들을 반응조(21)의 오염수 내에 물 간격을 좁힌 상태로 빡빡하게 밀집시켜 넣어줌으로써, 판형 메디아(24) 사이에 다양한 유속의 유로를 형성할 수 있고, 특히 유속이 느린 부분에서 입자들이 엉키면서 응집이 보다 잘 이루어지는 바, 쉽게 대형 입자로 성장된 플럭들이 만들어질 수 있다.Thus, by densely packing the plate-shaped media (24) in the contaminated water of the reaction tank 21 in a narrow state of water, it is possible to form a flow path of various flow rates between the plate-shaped media (24), in particular a slow flow rate The particles are entangled in the part and are better coagulated, so flocs grown into large particles can easily be made.

특히, 상기와 같은 플럭형성부(22) 내에서는 불규칙한 표면을 갖는 판형 메디아(24)를 여러 겹으로 충전하여 층을 형성하므로, 오염수 중의 고형물질과 미세 입자화된 오염물질이 판형 메디아(24) 사이의 유로를 다양한 방향 및 속도로 통과할 수 있고, 이에 수리적 에너지에 의해 고속 침전이 가능한 고비중의 대형 입자로 쉽게 응집될 수 있다.In particular, in the above-mentioned floc forming part 22, since the plate-shaped media 24 having an irregular surface are filled in multiple layers to form a layer, the solid material and the fine-grained contaminants in the contaminated water are formed in the plate-shaped media 24. It can pass through the flow paths in a variety of directions and speeds, which can be easily aggregated into large specific gravity particles capable of high-speed precipitation by hydraulic energy.

상기 판형 메디아(24)의 불규칙한 표면은 활성백탄 등의 소재를 판형으로 쪼갤 때 인위적인 가공(인위적인 가공시 획일적인 형태가 됨) 없이 자연적으로 형성되는 것으로, 공정 중 적층된 판형 메디아(24) 사이에서 불규칙적인 물 흐름을 발생시키며, 이러한 불규칙적인 물 흐름은 입자 간 충돌 및 엉킴 등 입자를 응집시키고 커지게 하는 입자 상호 간의 작용을 보다 원활하게 발생시킨다. The irregular surface of the plate-shaped media 24 is formed naturally without artificial processing (which becomes a uniform form during an artificial processing) when splitting a material such as activated charcoal into a plate shape, and is laminated between the plate-shaped media 24 stacked during the process. Irregular water flow is generated, and the irregular water flow more smoothly generates the interaction between particles, which causes the particles to aggregate and become larger, such as collisions and entanglements between particles.

그리고, 판형 메디아(24)들을 수용하고 있는 스크린(23)은 반응조(21) 내에 완전히 고정시켜 설치하지 않고 판형 메디아(24)에 의해 반응조(21) 내 오염수에서 단순히 떠 있는 구조가 되도록 설치하는 것이 가능하다.And, the screen 23 containing the plate-shaped media (24) is installed so as to have a structure that is simply floating in the contaminated water in the reaction tank 21 by the plate-shaped media (24) without being fixedly installed in the reaction tank (21). It is possible.

즉, 플럭형성부(22)를 구성하는 스크린(23)과 판형 메디아(24) 전체가 반응조(21) 내에서 상하로 유동할 수 있게 설치되는 것이며, 이를 위하여 반응조(21) 내측면 등 특정 부위에 스크린(23)을 완전히 고정시키지 않고 단순히 오염수에서 판형 메디아(24)에 의해 떠 있는 형태가 되도록 판형 메디아(24)를 넣은 스크린(23) 전체를 반응조(21) 내에 단순 수납한다.That is, the screen 23 and the plate-shaped media 24 constituting the floc forming part 22 are installed to be able to flow up and down in the reaction tank 21. For this purpose, a specific part such as an inner surface of the reaction tank 21 is provided. The entire screen 23 containing the plate-shaped media 24 is simply stored in the reaction tank 21 so that the screen 23 is simply floated by the plate-shaped media 24 in the contaminated water without completely fixing the screen 23.

이 경우, 상부의 스크린(23) 위에서 하방향으로 반복적으로 압력을 가하고 해제시키는 것만으로 플럭형성부(22) 전체, 즉 스크린(23)과 그 내부에 적층 수용된 판형 메디아(24) 전체를 상하로 유동시킬 수 있는 바, 이렇게 압력을 가하고 해제하는 방식으로 스크린(23)과 판형 메디아(24) 전체를 오염수에서 상하로 유동시켜 흔들어주게 되면 판형 메디아(24)를 세척하는 것이 가능해진다.In this case, the entire floc forming portion 22, i.e., the entire screen 23 and the plate-shaped media 24 stacked therein, is moved up and down simply by repeatedly applying and releasing downward pressure on the upper screen 23. It is possible to flow, so that the entire screen 23 and the plate-like media (24) in the manner of applying pressure and release in such a way to shake up and down in the contaminated water it is possible to wash the plate-like media (24).

이렇게 스크린(23)과 판형 메디아(24)들을 오염수 내에서 상하로 흔들어줄 경우, 판형 메디아(24) 사이에서 유속이 크게 증가하고, 이에 판형 메디아(24)의 표면에 부착된 오염물질 입자나 플럭들이 탈락되면서 세척이 가능해진다.When the screen 23 and the plate-shaped media 24 are shaken up and down in the contaminated water, the flow velocity between the plate-shaped media 24 is greatly increased, and contaminant particles adhered to the surface of the plate-shaped media 24 or the like. The flocs can be removed and cleaned.

이러한 세척은 일정 기간 동안 사용하고 난 뒤 주기적으로 실시할 수 있으며, 구체적인 세척 방법으로 작업자가 상부의 스크린(23) 위에서 발로 밟아주는 것으로 실시 가능하며, 또는 스크린(23)을 위에서 하방향으로 반복적으로 눌러주고 누름을 해제할 수 있는 기계장치를 설치하는 것도 가능하다. This cleaning can be carried out periodically after using for a period of time, it can be carried out by the operator stepping on the upper screen 23 by a specific cleaning method, or the screen 23 repeatedly from the top downward It is also possible to install mechanisms that can be pressed and released.

예컨대, 상하로 전후진 동작하는 피스톤 로드를 가지는 유압 실린더 장치를 반응조(21) 상측에 설치하고, 유압 실린더 장치의 작동시 피스톤 로드가 전후진하여 스크린(23)을 위에서 눌러줬다 해제하는 동작을 반복하도록 함으로써, 스크린(23)과 판형 메디아(24)를 오염수 내에서 상하로 유동시킬 수 있으며, 이에 판형 메디아(24)가 세척될 수 있다.For example, a hydraulic cylinder device having a piston rod moving up and down vertically is installed above the reaction tank 21, and the operation of the hydraulic cylinder device is moved forward and backward to press the screen 23 upward and then release to repeat the operation. By doing so, the screen 23 and the plate media 24 can flow up and down in the contaminated water, whereby the plate media 24 can be washed.

또한 바람직한 실시예에서, 플럭형성부(22)의 상부에 스크린 걸이를 구성하여 스크린(23) 내 판형 메디아(24)들을 용이하게 세척할 수 있도록 하는 것도 가능하다. In a preferred embodiment, it is also possible to configure a screen hook on top of the floc forming part 22 so that the plate-shaped media 24 in the screen 23 can be easily cleaned.

상기 스크린 걸이를 설치하는 경우, 반응조(21) 외부의 기계장치로부터 연결된 와이어 등의 당김부재를 스크린 걸이에 연결할 수 있는데, 기계장치로 와이어를 당겼다 풀어주는 동작을 반복함으로써 스크린(23)과 판형 메디아(24) 전체를 반응조(21) 내에서 상하로 유동시킬 수 있게 된다. When the screen hanger is installed, a pulling member such as a wire connected from a machine outside the reactor 21 may be connected to the screen hanger, and the screen 23 and the plate-shaped media are repeated by repeatedly pulling and releasing the wire with the machine. (24) The whole can be made to flow up and down in the reaction tank 21.

물론, 위에서 누르는 힘에 의해 판형 메디아층 전체가 상하로 유동할 수 있는 정도의 플렉시블(flexible)한 소재로 스크린(23)을 제작하는 경우라면, 플렉시블 스크린(23)을 판형 메디아층 상하에 위치되도록 하여 반응조(21)의 내측면에 완전히 고정시키는 것도 가능하다.Of course, if the screen 23 is made of a flexible material such that the entire plate-shaped media layer can flow up and down by pressing force from above, the flexible screen 23 is positioned above and below the plate-shaped media layer. It is also possible to completely fix the inner surface of the reaction tank 21.

한편, 침전부(25)는 반응조(21)의 하부, 보다 명확히는 플럭형성부(22)의 하측으로 구비되어 대형화 및 고비중, 고밀도화된 오염물질의 플럭들이 침전되는 영역으로, 플럭 형성 및 침전 장치(20)에서 플럭들이 침전되는 바닥부에 해당되는 영역이다.On the other hand, the precipitation unit 25 is provided in the lower portion of the reaction tank 21, more specifically, the lower side of the floc forming unit 22 is a region in which flocs of contaminants are enlarged, increased in specific gravity, and densified, and floc formation and precipitation are performed. This is the area corresponding to the bottom where the flocs settle in the device 20.

즉, 오염수가 플럭형성부(22)를 구성하는 판형 메디아(24) 사이의 유로를 수리적 에너지에 의해 자연적으로 통과하는 동안, 오염수 중의 오염물질 입자들이 서로 뭉치면서 응집, 결합되어 형성된 고밀도, 고비중의 대형 입자들, 즉 플럭들은 오염수와 함께 유로를 통과하여 플럭형성부(22)의 하측으로 자연 배출되며, 이러한 플럭들이 플럭형성부(22)의 하측에서 침전되는 영역이 바로 침전부(25)이다.That is, while the contaminated water naturally passes through the flow path between the plate-shaped media 24 constituting the floc forming part 22 by hydraulic energy, the contaminant particles in the contaminated water are agglomerated and combined to form a high density and high ratio. The large particles, ie, the flocs, are naturally discharged to the lower side of the floc forming part 22 through the passage along with the contaminated water, and the region where these flocs settle below the floc forming part 22 is the precipitation part ( 25).

상기 침전부(25)에는 플럭형성부(22)에서 고밀도, 고비중의 대형 입자로 성장된 오염물질 플럭들이 고속으로 침전되어 쌓이게 되는데, 침전부(25) 내측으로 플럭이 농축된 상태의 슬러지는 반응조(21) 외부로 제거해주어야만 지속적으로 수처리가 가능하므로 주기적인 슬러지 제거 작업이 필요하다.In the settling portion 25, contaminant flocks grown as high density and high specific gravity particles in the floc forming portion 22 are precipitated and accumulated at high speed, and the sludge in which the flocs are concentrated inside the settling portion 25 is accumulated. Periodically sludge removal is necessary because the water can be continuously treated only by removing the reactor 21.

이를 위하여, 슬러지 인발관(35)을 침전부(25) 내측 하부에 길게 삽입하여 설치하는 것이 가능하며, 슬러지 인발 작업시 슬러지 펌프(미도시)의 흡입력으로 슬러지 인발관(35)을 통해 침전부(25) 내 농축 슬러지를 인발하여 제거해줌으로써 지속적인 오염물질의 제거가 가능하도록 한다.To this end, it is possible to install the sludge drawing pipe 35 to be inserted into the lower portion of the sedimentation part 25 long, the sedimentation part through the sludge drawing pipe 35 by the suction power of the sludge pump (not shown) during the sludge drawing operation (25) By drawing and removing the concentrated sludge in the tank, continuous contaminants can be removed.

상기한 슬러지 인발관(35) 및 흡입력 제공을 위한 슬러지 펌프 등으로 구성되는 슬러지 인발 장치에 대해서는 공지된 다양한 예가 적용될 수 있으며, 고정 설치된 슬러지 인발관(35)을 따라 슬러지가 흡입되는 호퍼 또는 깔때기 형상 등의 흡입구(36)를 다수 설치하는 것도 가능하다. For the sludge drawing device composed of the sludge drawing pipe 35 and the sludge pump for providing suction power, various known examples can be applied, and a hopper or funnel shape in which sludge is sucked along the fixed sludge drawing pipe 35 is installed. It is also possible to provide a plurality of suction ports 36 and the like.

또한 본 발명의 바람직한 실시예에서, 반응조(21) 내 침전부(25)의 상부 영역에는 오염물질의 침전 효율을 증대시키기 위한 다수의 경사판(31)을 설치하는 것이 가능하다.In addition, in a preferred embodiment of the present invention, it is possible to install a plurality of inclined plate 31 to increase the sedimentation efficiency of the contaminants in the upper region of the precipitation section 25 in the reaction tank 21.

상기 경사판(31)들은 침전부(25)의 상부 영역에서 플럭형성부(22)의 하측으로 위치되도록 하여 소정 간격으로 설치되며, 이때 경사판(31)들을 도시된 바와 같이 스크린(23) 하부에 고정 설치하는 것이 가능하다.The inclined plates 31 are installed at predetermined intervals so that the inclined plates 31 are positioned below the floc forming portion 22 in the upper region of the settling portion 25, and the inclined plates 31 are fixed to the lower portion of the screen 23 as shown. It is possible to install.

또는 도면으로 예시하지는 않았으나 침전부(25)의 상부 영역에 소정 간격으로 배치되는 다수의 경사판 지지용 로드를 횡방향으로 고정 설치한 뒤 각 로드를 따라 경사판(31)들을 소정 간격으로 설치하는 것도 가능하다.Alternatively, although not illustrated in the drawings, the plurality of inclined plate supporting rods disposed at predetermined intervals in the upper region of the precipitation unit 25 may be fixed in the transverse direction, and then the inclined plates 31 may be installed at predetermined intervals along each rod. Do.

상기 경사판(31)들은 대형 입자화된 오염물질 플럭들을 침전부(25) 내 하측으로 유도하는 동시에 측 방향으로의 플럭 유동은 최소화하여 플럭들이 바닥 쪽으로 보다 안정적으로 침전될 수 있도록 하는 바, 플럭의 침전 효율을 극대화하게 된다.The inclined plates 31 guide the large particles of contaminant flocks downward in the settling portion 25 and minimize the flow of the flanks in the lateral direction so that the flocs can be settled more stably toward the bottom. The precipitation efficiency is maximized.

또한 침전부(25) 내에 산기관(32)을 길게 설치하는 것이 가능하며, 이때 길이방향을 따라 다수의 분출구(33)를 가지는 산기관(32)을 침전부(25)의 상부 영역에 대략 수평으로 길게 설치하게 된다.In addition, it is possible to install the diffuser 32 long in the settling portion 25, wherein the diffuser 32 having a plurality of ejection openings 33 along the longitudinal direction is approximately horizontal to the upper region of the settling portion 25. It will be installed long.

상기 산기관(32)은 호스 또는 배관 등을 통해 반응조(21) 외부의 공기공급수단 또는 산소공급수단(도시하지 않음)과 연결되는데, 분기된 구조의 산기관이 설치될 수도 있으며, 이때 분기된 구조의 산기관이 침전부(25)의 상부 영역 내에 고르게 분포되도록 적절히 분산 배치된다. The diffuser 32 is connected to an air supply means or an oxygen supply means (not shown) outside the reaction tank 21 through a hose or a pipe, and the diffuser having a branched structure may be installed. The diffuser of the structure is appropriately distributed so as to be evenly distributed in the upper region of the precipitation section 25.

상기 산기관(32)은 공기공급수단 또는 산소공급수단에서 공급되는 공기 또는 산소를 반응조(21) 내 플럭형성부(22) 하측에서 공급하게 되며, 결국 산기관(32)을 통해 공급되는 공기 또는 산소에 의하여 처리수(오염수) 내 용존산소농도를 적정 수준으로 유지하는 것이 가능해진다.The diffuser 32 supplies the air or oxygen supplied from the air supply means or the oxygen supply means from the lower side of the floc forming part 22 in the reaction tank 21, and thus the air supplied through the diffuser 32. By oxygen, it becomes possible to maintain the dissolved oxygen concentration in the treated water (contaminated water) at an appropriate level.

또한 판형 메디아(24)의 세척시에 산기관(32)을 통해 공기가 분출되도록 하면 세척 효율을 높일 수 있는 바, 산기관(32)은 세척 효율을 높이는데도 효과적으로 이용될 수 있다. In addition, when the air is ejected through the diffuser 32 during the washing of the plate-shaped media 24 can increase the washing efficiency, the diffuser 32 can be effectively used to increase the washing efficiency.

한편, 배출부(26)는 반응조(21) 내 일측에 구비되어 플럭형성부(22)를 통과한 처리수를 배출시키는 출구부분으로서, 플럭형성부(22)에 의해 정화처리된 처리수에 잔류하는 오염물질 입자 및 플럭들에 대해서는 외부로 배출되는 것을 차단하면서 처리수만을 최종 배출할 수 있도록 여과층부(28)를 구비하는 것이 바람직하다.Meanwhile, the discharge part 26 is provided at one side of the reaction tank 21 to discharge the treated water passing through the floc forming part 22, and remains in the treated water purified by the floc forming part 22. For the pollutant particles and flocks to be discharged to the outside it is preferable to have a filter layer 28 so as to finally discharge the treated water only.

상기 여과층부(28)는 반응조(21) 내측면 일측에 처리수가 배출되는 통로를 구획하는 구획벽(27)을 설치하고 상기 구획벽(27) 내측 공간으로 스크린(28a)에 의해 지지되는 여과재(28b)를 충전하여 구성될 수 있는데, 처리수가 여과재(28b)를 통과한 뒤 여과재(28b) 상측으로 위치된 반응조(21)의 배출구(29)를 통해 최종 배출되도록 한다.The filter layer 28 is provided with a partition wall 27 for partitioning a passage through which the treated water is discharged on one side of the inner side of the reaction tank 21, and a filter medium supported by the screen 28a to the inner space of the partition wall 27 ( 28b) may be filled, so that the treated water passes through the filter medium 28b and is finally discharged through the outlet 29 of the reaction tank 21 positioned above the filter medium 28b.

상기 여과재(28b)로는 직경 0.5 ~ 5 cm의 입자 크기를 가지는 입상의 여과재가 사용될 수 있으며, 이때 물보다 가벼운 입상의 여과재(28b)를 망 형태의 스크린(28a) 내부에 넣은 뒤, 여과재(28b)가 채워진 스크린(28a) 전체를 구획벽(27) 내측 공간에 바로 수납하여 설치하는 것이 가능하다.As the filter medium 28b, a granular filter medium having a particle size of 0.5 to 5 cm in diameter may be used. In this case, a granular filter material 28b lighter than water is put into a screen 28a having a mesh shape, and then the filter medium 28b is used. It is possible to directly receive and install the entire screen 28a filled with) into the space inside the partition wall 27.

여기서, 직경 0.5cm 미만인 여과재들을 사용하면 여과시간이 길어져 오염수의 이동이 원활하지 못하는 문제가 있고, 5cm를 초과하는 여과재들을 사용하면 여과효율의 저하로 처리효율이 떨어지는 문제가 있으므로 바람직하지 않다. Here, the use of filter media having a diameter of less than 0.5cm has a problem that the filtration time is long and the movement of the contaminated water is not smooth, and when the filter media exceeding 5cm is used, there is a problem that the treatment efficiency is lowered due to a decrease in filtration efficiency.

또한 여과층부(28) 내의 여과재(28b)들은 여러 층으로 적층되어 오염물질의 배출을 확실히 차단하는 기능을 하면서 처리수만을 미세 공극을 통해 배출하도록 구비되어야 하는데, 각 층에서 공극의 크기를 달리하는 것이 바람직하다.In addition, the filter media 28b in the filtration layer 28 should be provided to discharge only the treated water through the fine pores while functioning to block the discharge of contaminants by stacking in several layers, and varying the size of the pores in each layer. It is preferable.

예컨대, 여과층부(28)를 상, 중, 하로 구분하여 각 구분된 영역에 입자 크기가 상이한 여과재(28b)를 충전함으로써 상, 중, 하의 각 구분된 영역에서 공극의 크기를 달리할 수 있다.For example, the size of the pores may be varied in each of the divided regions of the upper, middle, and lower portions by filling the divided filter layer 28 into upper, middle, and lower regions to fill the separated filter medium 28b having different particle sizes.

물론, 입자 및 공극의 크기를 달리하여 상, 하층으로 구분할 수도 있으며, 또는 입자 및 공극의 크기를 달리하여 상, 중, 하 3단보다 많은 층수의 다단층으로 구성할 수도 있다. Of course, the size of the particles and pores may be divided into upper and lower layers by varying the size of the particles, or the size of the particles and pores may be composed of a multi-stage layer having more than three levels of upper, middle, and lower stages.

이때, 여과재(28b)의 2단층, 3단층 또는 다단층 구성에 있어서 하층에 비해 상층에서 공극의 크기를 크게 하며, 하층일수록 공극의 크기를 크게 하여 상대적으로 큰 오염물질 입자가 여과되도록 하고, 상층일수록 공극의 크기를 작게 하여 상대적으로 미세한 오염물질 입자가 여과될 수 있도록 한다. At this time, in the two-stage, three-stage, or multi-stage structure of the filter medium 28b, the size of the pores is increased in the upper layer than in the lower layer, and the size of the pores is increased in the lower layer so that relatively large contaminant particles are filtered, and the upper layer is The smaller the pore size, the more fine contaminant particles can be filtered out.

하층에서 공극의 크기를 크게 하기 위해서는 큰 입자의 여과재를 충전하고, 상층에서 공극의 크기를 작게 하기 위해서는 작은 입자의 여과재를 충전한다. In order to increase the size of the pores in the lower layer, a large particle filter medium is filled. In order to reduce the size of the pores in the upper layer, a small particle filter medium is filled.

상기 스크린(28a)은 내부에 넣어진 여과재(28b)를 적층된 상태로 가둬두는 역할을 하는 동시에 그 자중에 의해 반응조(21) 내 처리수에서 여과재(28b)의 전체 부력을 제어하는 역할을 한다.The screen 28a serves to trap the filter medium 28b enclosed therein in a stacked state and to control the overall buoyancy of the filter medium 28b in the treated water in the reaction tank 21 by its own weight. .

바람직한 실시예에서, 상기와 같이 적층된 구조의 여과재(28b)들을 수용하고 있는 스크린(28a)은 구획벽(27) 내에 완전히 고정 설치하지 않고 여과재(28b)에 의해 처리수(플럭형성부를 통과하여 정화된 물)에서 단순히 떠 있는 구조가 되도록 설치하는 것이 가능하다.In a preferred embodiment, the screen 28a containing the filter media 28b having the stacked structure as described above is treated by the filter media 28b without passing through the treated water (the floc forming part) without being completely fixed in the partition wall 27. It is possible to install so as to simply float in the purified water).

즉, 여과층부(28)를 구성하는 스크린(28a)과 여과재(28b) 전체가 구획벽(27) 내에서 상하로 유동할 수 있도록 설치하는 것이며, 이를 위하여 구획벽(27) 내측면 및 반응조(21) 내측면의 특정 부위에 스크린(28a)을 완전히 고정시키지 않고 처리수에서 여과재(28b)에 의해 떠 있는 형태가 될 수 있도록 여과재(28b)를 넣은 상태의 스크린(28a) 전체를 구획벽(27) 내에 단순 수납한다.That is, the screen 28a and the filter medium 28b constituting the filtration layer 28 are installed to flow up and down within the partition wall 27. For this purpose, the inner surface of the partition wall 27 and the reaction tank ( 21) The entire partition of the screen 28a with the filter medium 28b inserted therein so as to be floated by the filter medium 28b in the treated water without completely fixing the screen 28a to a specific portion of the inner surface. 27) Simple storage.

이 경우, 상부의 스크린(28a) 위에서 하방향으로 반복적으로 압력을 가하고 해제시키는 것만으로 여과층부(28) 전체, 즉 스크린(28a)과 그 내부에 적층 수용된 여과재(28b) 전체를 상하로 유동시킬 수 있는 바, 이렇게 압력을 가하고 해제하는 방식으로 처리수 내에서 스크린(28a)과 여과재(28b) 전체를 상하로 유동시켜 흔들어주게 되면 여과재(28b)를 세척하는 것이 가능해진다.In this case, the entire filtration layer portion 28, that is, the screen 28a and the entirety of the filter medium 28b stacked therein can be flowed up and down simply by repeatedly applying and releasing pressure downwardly on the upper screen 28a. As such, it is possible to wash the filter medium 28b by allowing the entire screen 28a and the filter medium 28b to flow up and down in the treated water in such a manner as to pressurize and release the pressure.

상기와 같이 스크린(28a)과 여과재(28b)를 상하로 흔들어줄 경우 여과재(28b)의 표면에 부착된 오염물질 입자나 플럭들이 탈락되면서 세척이 가능해지는 것이다.As described above, when the screen 28a and the filter medium 28b are shaken up and down, the contaminant particles or flocks attached to the surface of the filter medium 28b are dropped and the washing becomes possible.

이러한 세척은 판형 메디어의 세척 과정과 동일한 방식으로 실시 가능하다.This washing can be carried out in the same manner as the washing of the plate media.

즉, 일정 기간 동안 사용하고 난 뒤 주기적으로 세척을 실시할 수 있으며, 작업자가 상부의 스크린(28a) 위에서 아래로 눌러주는 것만으로 가능하며, 또는 스크린(28a)을 위에서 하방향으로 반복적으로 눌러주고 누름을 해제할 수 있는 기계장치를 사용하는 것도 가능하다. That is, after using for a period of time can be periodically washed, the operator can simply press down on the upper screen (28a), or repeatedly press the screen (28a) downward from the top It is also possible to use a mechanism that can release the press.

예컨대, 상하로 전후진 동작하는 피스톤 로드를 가지는 유압 실린더 장치를 반응조(21) 상측에 설치하고, 유압 실린더 장치의 작동시 피스톤 로드가 전후진하여 스크린(28a)을 위에서 눌러줬다 해제하는 동작을 반복하도록 함으로써, 스크린(28a)과 여과재(28b)를 처리수 내에서 상하로 유동시킬 수 있으며, 이에 여과재(28b)가 세척될 수 있다.For example, a hydraulic cylinder device having a piston rod moving up and down vertically is installed above the reactor 21, and the operation of the hydraulic cylinder device is moved forward and backward to press and release the screen 28a from above. By doing so, the screen 28a and the filter medium 28b can be flowed up and down in the treated water, whereby the filter medium 28b can be washed.

또한 바람직한 실시예에서, 여과층부(28)의 상부에 스크린 걸이를 구성하여 스크린(28a) 내 여과재(28b)들을 용이하게 세척할 수 있도록 하는 것도 가능하다. In a preferred embodiment, it is also possible to configure a screen hook on top of the filtration layer 28 so that the filter media 28b in the screen 28a can be easily cleaned.

상기 스크린 걸이를 설치하는 경우, 반응조(21) 외부의 기계장치로부터 연결된 와이어 등의 당김부재를 스크린 걸이에 연결할 수 있는데, 기계장치로 와이어를 당겼다 풀어주는 동작을 반복함으로써 스크린(28a)과 여과재(28b) 전체를 반응조(21) 내에서 상하로 유동시킬 수 있게 된다. When the screen hanger is installed, a pulling member such as a wire connected from a mechanism outside the reactor 21 may be connected to the screen hanger, and the screen 28a and the filter medium (by repeating the operation of pulling and releasing the wire with the machine) 28b) It becomes possible to flow the whole in the reaction tank 21 up and down.

이와 같이 하여, 본 발명에 따른 수질정화장치에서는 판형 메디아(24)가 적층된 구조의 판형 메디아층(플럭형성부)을 이용하여 오염수 중의 오염물질을 고밀도 및 고비중을 갖도록 대형 입자화함으로써 고속 침전이 가능해지도록 하는 동시에, 상기 판형 메디아층에 의해 정화처리된 처리수 내에 잔류하는 미세 오염물질 입자 및 소형 플럭들에 대해서는 여과재(28b)를 이용하여 여과함으로써 정화율을 높일 수 있게 된다.In this way, in the water purifying apparatus according to the present invention, by using a plate-shaped media layer (flock forming portion) in which the plate-shaped media 24 are stacked, the pollutants in the contaminated water are large-sized to have high density and high specific gravity. In addition to enabling precipitation, the purification rate can be increased by filtering the fine contaminant particles and the small flocks remaining in the treated water purified by the plate-shaped media layer using the filter medium 28b.

이러한 본 발명의 수질정화장치는 오염수 중의 고형물질 및 인 등의 용존 성분을 별도 동력 없이 수리적 에너지만을 이용하여 단일 반응기 내에서 대형 입자화한 뒤 초고속 침전/여과하여 짧은 시간 내(10분 이내)에 고액 분리를 마칠 수 있는 바, 하수처리 방류수 및 오염수 등의 인으로 인한 공공수역에서의 부영양화를 효과적으로 방지할 수 있고, 오염수를 정화처리하여 공업용수나 농업용수 등의 대체 수자원으로 활용함에 있어서 고효율의 이점을 제공한다.The water purification apparatus of the present invention is a large particle in a single reactor by using only the hydraulic energy of solid materials and phosphorus in the contaminated water without using a separate power within a short time (within 10 minutes) by ultra-fast settling / filtration It is possible to finish the separation of the solid solution in the bar, so that it can effectively prevent eutrophication in public waters caused by phosphorus, such as sewage treatment effluent and polluted water, and to clean and treat the contaminated water as an alternative water resource such as industrial water or agricultural water. It offers the advantage of high efficiency.

한편, 본 발명자는 오염수에 대한 인 제거 실험을 통하여 본 발명에 따른 수질정화장치의 성능을 실험적으로 확인하였으며, 이를 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the present inventors have experimentally confirmed the performance of the water purifying apparatus according to the present invention through the phosphorus removal experiments on the contaminated water, as follows.

실험은 Jar-Test와 연속 운전 시험 조건을 이용하여 실시하였는데, 이용된 운전 조건은 하기 표 2에 나타낸 바와 같다. 사용 응집제는 PAC(10%)를 120배 희석하여 사용하였으며, 판형 메디아(24)는 표 1의 활성백탄으로 제작된 것을 사용하였다. The experiment was carried out using Jar-Test and continuous operation test conditions, the operating conditions used are shown in Table 2 below. Coagulant was used by diluting the PAC (10%) by 120-fold, and plate media (24) was prepared from activated charcoal in Table 1.

실험에 이용된 원수는 고도처리방류수(A), 표준활성슬러지 처리 방류수(B), 및 표준활성슬러지 처리 방류 하천수(C)를 이용하였다. 각 원수의 T-P는 표 3에 나타낸 바와 같이 0.4 ~ 1.98 mg/L의 범위이다.The raw water used for the experiment was a high-treatment effluent (A), standard activated sludge treated effluent (B), and standard activated sludge treated effluent stream water (C). T-P of each raw water ranged from 0.4 to 1.98 mg / L as shown in Table 3.

Jar-Test의 결과를 도 3에 나타내었는데, 고도처리수의 경우 T-P농도를 0.05mg/L이하로 하기 위해서는 응집제가 3mg Al2O3/L 이상으로 주입되어야 하며, 고농도의 하천수 및 방류수에 대해서는 5mg Al2O3/L의 응집제 투입이 이뤄져야 0.05mg/L이하로 하는 것이 가능함을 알 수 있었다.The results of the Jar-Test are shown in FIG. 3. In the case of highly treated water, a flocculant should be injected at a concentration of 3 mg Al 2 O 3 / L or higher in order to reduce the TP concentration to 0.05 mg / L or less. 5 mg Al 2 O 3 / L of flocculant was found to be possible to be less than 0.05mg / L.

Figure 112010017916076-pat00002
Figure 112010017916076-pat00002

(표 2: 연속 운전 실험 조건) Table 2: Continuous Operation Experiment Conditions

Figure 112010017916076-pat00003
Figure 112010017916076-pat00003

(표 3: 실험 이용 원수의 성상)(Table 3: Properties of Experimental Enemies)

연속 운전 시험 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이 고도처리수의 경우 응집제를 1mg/L로 주입할 때 T-P 농도 0.03mg/L의 양호한 수준을 나타낼 수 있었으며, 오염 하천수와 표준활성슬러지 방류수의 경우 6mg Al2O3/L 이상의 응집제 주입시 T-P 농도 0.05mg/L 이하의 양호한 처리수를 얻을 수 있다.As a result of continuous operation test, as shown in FIG. 4, when the coagulant was injected at 1 mg / L, a high level of TP concentration of 0.03 mg / L was shown, and 6 mg Al2O3 was used for the contaminated river water and the standard activated sludge effluent. At the time of injecting a coagulant of / L or more, good treated water having a TP concentration of 0.05 mg / L or less can be obtained.

또한 처리수의 탁도는 도 5에 나타낸 바와 같이 원수와 비슷한 수준을 보이고 있으며, 모든 원수에 대하여 5NTU 이하의 양호한 처리수준을 나타내고 있다. In addition, the turbidity of the treated water showed a level similar to the raw water, as shown in Figure 5, and shows a good treatment level of 5NTU or less for all raw water.

응집제의 주입으로 인한 탁도가 증가함에도 탁도 제거율이 높게 발생한 것은 본 발명에 따른 플럭 형성 및 침전 장치(20)의 억류 침전 성능이 우수하다는 것을 입증한다.The fact that the turbidity removal rate is high even when the turbidity is increased due to the injection of the flocculant demonstrates that the detention precipitation performance of the floc forming and precipitation device 20 according to the present invention is excellent.

또한 하수처리 방류수의 처리수가 5NTU 이하로, 이는 본 발명에 따른 수질정화장치에서 플럭 형성 및 침전 후속 공정의 세사 정밀 여과를 바로 시행할 정도의 수준이다. In addition, the treated water of the sewage treatment effluent is less than 5NTU, which is about the level to directly perform fine-fine filtration of the subsequent processes of floc formation and precipitation in the water purification device according to the present invention.

따라서, 본 발명에 따른 수질정화장치에서는 종래에 비해 상대적으로 적은 약품을 사용하는 이점과 더불어 전체 공정 및 장치 구성을 컴팩트하게 구성할 수 있는 이점이 제공될 수 있다.Therefore, in the water purification apparatus according to the present invention, in addition to the advantages of using a relatively small amount of chemicals compared to the conventional can be provided with the advantage that can be configured in a compact configuration of the entire process and device configuration.

결국, 본 발명에 따른 수질정화장치를 이용하는 경우, 하수처리 방류수와 오염 하천수 및 오염 호수 등 부영양화를 일으키는 원인이 되는 총인을 함유한 오염수에 대해 좁은 부지를 이용하여 장기적이고도 효과적인 정화처리가 가능하고, 무동력, 컴팩트한 장치 구성으로 부지면적의 축소, 건설비용 및 장치비용, 운용비용의 절감, 약품 사용의 절감, 무인 운전(모니터링 불필요)을 통한 인건비 절감 등을 달성할 수 있는 바, 경제적으로도 매우 우수한 장점을 제공한다. After all, in the case of using the water purifying apparatus according to the present invention, long-term and effective purification treatment is possible by using a narrow site for contaminated water containing total phosphorus that causes eutrophication, such as sewage treatment effluent and polluted river water and polluted lake. Economical, compact, and compact device construction can reduce land area, reduce construction and device costs, reduce operating costs, reduce chemical usage, and reduce labor costs through unattended operation (no monitoring required). It offers a very good advantage.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는 바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
The embodiments of the present invention have been described in detail above, but the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims and Improved forms are also included in the scope of the present invention.

10 : 급속혼화장치 11 : 혼화조
12 : 급속교반기 13 : 유체 통로
14 : pH 미터 20 : 플럭 형성 및 침전 장치
21 : 반응조 22 : 플럭형성부
23 : 스크린 24 : 판형 메디아
25 : 침전부 26 : 배출부
27 : 구획벽 28 : 여과층부
28a : 스크린 28b : 여과재
29 : 배출구 31 : 경사판
32 : 산기관 33 : 분출구
35 : 슬러지 인발관10: rapid mixing device 11: mixing tank
12: rapid stirrer 13: fluid passage
14: pH meter 20: floc forming and precipitation device
21: reactor 22: floc forming part
23: screen 24: plate media
25: sedimentation part 26: discharge part
27 partition wall 28 filter layer
28a: screen 28b: filter medium
29: outlet 31: inclined plate
32: diffuser 33: spout
35: sludge drawing pipe

Claims (18)

응집제를 이용하여 오염수 내 오염물질을 화학적으로 입자화하는 급속혼화장치(10)와;
판형 메디아(24)들이 적층된 판형 메디아층을 구비하여 상기 급속혼화장치(10)로부터 유입되는 오염수 및 입자화된 오염물질을 상기 판형 메디아층으로 통과시켜, 상기 판형 메디아(24) 사이의 유로에서 오염수의 분리 및 합류가 반복되는 동안 오염물질 입자의 물리적인 뭉침현상에 의해 플럭들을 성장시키고, 성장된 플럭들을 상기 판형 메디아층 하측으로 침전시키는 동시에, 상기 플럭들이 분리된 처리수를 배출하는 플럭 형성 및 침전 장치(20);
를 포함하는 물리화학적 수질정화장치.
A rapid admixture (10) for chemically granulating contaminants in the contaminated water using a flocculant;
The plate media layer 24 is stacked with a plate media layer to pass the contaminated water and granulated contaminants flowing from the rapid mixing device 10 through the plate media layer, the flow path between the plate media (24) The floc grows by physical agglomeration of contaminant particles during the repeated separation and condensation of contaminated water, and precipitates the grown flocs below the plate-like median layer, while simultaneously discharging the separated treated water. Floc forming and precipitation apparatus 20;
Physicochemical water purification apparatus comprising a.
청구항 1에 있어서,
상기 플럭 형성 및 침전 장치(20)는,
상기 급속혼화장치(10)로부터 유체 통로를 통해 연결되어 오염수 및 오염물질 입자가 유입되는 반응조(21)와;
상기 반응조(21) 내에서 판형 메디아(24)들을 적층하여 상기 판형 메디아층을 형성함으로써 구성되는 플럭형성부(22)와;
상기 반응조(21) 내에서 상기 플럭형성부(22)의 하측으로 공간을 구비하여 형성되고 상기 플럭형성부(22)에서 형성된 플럭들이 침전되어 농축되는 침전부(25)와;
상기 반응조(21)에서 플럭형성부(22)를 통과한 뒤 상기 플럭들이 침전되어 분리된 처리수를 배출하는 배출부(26);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 물리화학적 수질정화장치.
The method according to claim 1,
The floc forming and precipitation device 20,
A reaction tank 21 connected through the fluid passage from the rapid mixing device 10 to introduce contaminated water and contaminant particles;
A floc forming portion (22) formed by stacking plate-shaped media (24) in the reactor (21) to form the plate-shaped media layer;
A precipitating part 25 formed in the reactor 21 with a space below the floc forming part 22 and in which flocks formed in the floc forming part 22 are precipitated and concentrated;
A discharge part 26 passing through the floc forming part 22 in the reaction tank 21 and then discharging the treated water separated by the precipitates;
Physicochemical water purification apparatus comprising a.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 판형 메디아(24)는 울퉁불퉁한 불규칙 표면을 가지는 판형 구조로 제작된 것을 특징으로 하는 물리화학적 수질정화장치.
The method according to claim 1 or 2,
The plate-shaped media (24) is a physicochemical water purification device, characterized in that it is made of a plate-like structure having an irregular irregular surface.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 판형 메디아(24)는 활성백탄을 사용하여 제작된 것을 특징으로 하는 물리화학적 수질정화장치.
The method according to claim 1 or 2,
The plate-shaped media (24) is a physicochemical water purification device, characterized in that the production using activated charcoal.
청구항 4에 있어서,
상기 판형 메디아(24)는 상기 활성백탄을 판형으로 쪼개는 가공만으로 표면 가공 없이 울퉁불퉁한 불규칙 표면을 가지도록 제작된 것을 특징으로 하는 물리화학적 수질정화장치.
The method according to claim 4,
The plate-shaped media (24) is a physicochemical water purification apparatus, characterized in that it is made to have an irregular irregular surface without surface processing only by splitting the activated charcoal into a plate shape.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 판형 메디아(24)는 폭과 길이가 3 ~ 10 cm의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 물리화학적 수질정화장치.
The method according to claim 1 or 2,
The plate-shaped media (24) is a physical and chemical purification apparatus characterized in that the width and length having a size of 3 ~ 10 cm.
청구항 2에 있어서,
상기 플럭형성부(22)는 판형 메디아층을 형성하도록 적층되는 판형 메디아(24)들과, 상기 판형 메디아(24)들을 둘러싸도록 설치되는 스크린(23)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 물리화학적 수질정화장치.
The method according to claim 2,
The floc forming part 22 includes a plate-shaped media 24 stacked to form a plate-shaped media layer, and a screen 23 installed to surround the plate-shaped media 24. Water Purification Device.
청구항 7에 있어서,
상기 스크린(23)과 판형 메디아(24)를 오염수 내에서 상하 유동시켜 판형 메디아(24)의 세척이 가능하도록, 상기 스크린(23)은 물보다 가벼운 판형 메디아(24)들을 둘러싸면서 반응조(21) 내 완전 고정 방식이 아닌 내부의 판형 메디아(24)에 의해 오염수에서 떠 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 물리화학적 수질정화장치.
The method according to claim 7,
The screen 23 surrounds the plate media 24 that are lighter than water so that the screen 23 and the plate media 24 can be flowed up and down in the contaminated water so as to enable the washing of the plate media 24. A physical and chemical water purification device, characterized in that the floating in the contaminated water by the inner plate-shaped media (24), not in a completely fixed manner.
청구항 2 또는 청구항 7에 있어서,
상기 판형 메디아(24) 사이의 유로가 3차원적으로 수직방향 및 수평방향, 경사방향으로 다양하게 형성되어 다양한 방향으로 수리적인 자연 유체 흐름이 발생될 수 있도록, 상기 판형 메디아(24)들은 눕힌 상태로 하여 위와 아래의 판형 메디아(24)들이 서로 교차되게 적층되는 것을 특징으로 하는 물리화학적 수질정화장치.
The method according to claim 2 or 7,
The plate-shaped media 24 are laid down so that the flow path between the plate-shaped media 24 is variously formed in a vertical direction, a horizontal direction, and an inclined direction three-dimensionally to generate a hydraulic natural fluid flow in various directions. Physicochemical water purification apparatus, characterized in that the upper and lower plate-shaped media (24) are laminated to cross each other.
청구항 2에 있어서,
상기 침전부(25)의 상부 영역에서 상기 플럭형성부(22)의 하측으로는 플럭들의 침전 효율을 증대시키기 위해 플럭들을 하측으로 유도하는 다수의 경사판(31)이 설치되는 것을 특징으로 하는 물리화학적 수질정화장치.
The method according to claim 2,
In the upper region of the precipitation section 25, the lower side of the floc forming section 22 is provided with a plurality of inclined plate 31 to guide the flocks downward to increase the settling efficiency of the flocs physicochemical Water Purification Device.
청구항 2에 있어서,
상기 침전부(25) 내에 공기공급수단 또는 산소공급수단과 연결된 산기관(32)이 설치되는 것을 특징으로 하는 물리화학적 수질정화장치.
The method according to claim 2,
Physicochemical water purification apparatus, characterized in that the diffuser 25 is provided with an air supply means or oxygen diffuser 32 connected to the oxygen supply means.
청구항 2에 있어서,
상기 배출부(26)는 상기 플럭형성부(22)를 통과하여 정화처리된 처리수를 통과시켜 상기 처리수에 잔류하는 오염물질 입자 및 플럭들을 여과하는 여과층부(28)를 구비하는 것을 특징으로 하는 물리화학적 수질정화장치.
The method according to claim 2,
The discharge part 26 is provided with a filtration layer part 28 for filtering contaminant particles and flocks remaining in the treated water by passing through the floc forming part 22 and the purified treated water. Physicochemical water purification device.
청구항 12에 있어서,
상기 여과층부(28)는 반응조(21) 내측면 일측에 처리수가 배출되는 통로를 구획하는 구획벽(27)을 설치하고 상기 구획벽(27) 내측 공간으로 스크린(28a)에 의해 지지되는 입상의 여과재(28b)를 충전하여 구성되는 것을 특징으로 하는 물리화학적 수질정화장치.
The method of claim 12,
The filtration layer portion 28 is provided with a partition wall 27 for partitioning a passage through which the treated water is discharged on one side of the inner side of the reaction tank 21 and having a granular shape supported by the screen 28a to the inner space of the partition wall 27. A physicochemical water purification apparatus, characterized in that configured by filling the filter medium (28b).
청구항 13에 있어서,
상기 여과재(28b)는 직경 0.5 ~ 5 cm의 입자 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 물리화학적 수질정화장치.
The method according to claim 13,
The filter medium (28b) is a physicochemical water purification apparatus, characterized in that having a particle size of 0.5 ~ 5 cm in diameter.
청구항 13 또는 청구항 14에 있어서,
상기 여과재(28b)는 복수의 층으로 적층되되, 층별로 입자의 크기를 달리하여 층별로 입자 간 공극의 크기를 달리한 것을 특징으로 하는 물리화학적 수질정화장치.
The method according to claim 13 or 14,
The filter medium (28b) is laminated in a plurality of layers, the physical and chemical water purification apparatus, characterized in that the size of the particles between the layers by varying the size of the particles by layer.
청구항 15에 있어서,
상기 여과재(28b)는 하층일수록 직경이 큰 입자를 사용하여 입자 간 공극을 크게 하는 것을 특징으로 하는 물리화학적 수질정화장치.
The method according to claim 15,
The filter medium (28b) is a lower layer, the larger the diameter of the physicochemical water purification device, characterized in that to increase the gap between the particles using a larger diameter.
청구항 13에 있어서,
상기 스크린(28a)과 여과재(28b)를 처리수 내에서 상하 유동시켜 여과재(28b)의 세척이 가능하도록, 상기 스크린(28a)은 물보다 가벼운 여과재(28b)들을 둘러싸면서 구획벽(27) 내부에 완전 고정 방식이 아닌 내부의 여과재(28b)에 의해 처리수에서 떠 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 물리화학적 수질정화장치.
The method according to claim 13,
The screen 28a surrounds the filter media 28b which is lighter than water so that the screen 28a and the filter media 28b can be flowed up and down in the treated water to allow the inside of the partition wall 27 to be washed. Physicochemical water purification apparatus, characterized in that installed in the floating in the treated water by the filter medium (28b) of the inside not in a completely fixed manner.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 급속혼화장치(10)로부터 상기 플럭 형성 및 침전 장치(20)로 오염수 및 오염물질 입자가 유입되는 유체 통로에는 오염수의 pH 값을 검출하기 위한 pH 미터(14)가 설치되는 것을 특징으로 하는 물리화학적 수질정화장치.The method according to claim 1 or 2,
The pH meter 14 for detecting the pH value of the contaminated water is installed in the fluid passage through which the contaminated water and the contaminant particles flow from the rapid mixing device 10 to the floc forming and settling device 20. Physicochemical water purification device.
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