KR100962014B1 - 섬모가 형성된 망형튜브를 갖는 수처리장치 및 그에 의한 수처리방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오염물에 함유된 부유물질 및 용존유기물이 동시제거되지 않고, 여재와 여재간의 공극히 막히는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 합성사로 직조하고 섬모가 형성된 복수의 망형튜브, 상기 망형튜브가 수용되는 복수의 튜브적층용 케이지, 및 상기 튜브적층용 케이지 사이에 위치되고, 튜브적층용 케이지로 수처리대상 유입수를 이동시키기 위해 공기를 제공하는 폭기용 산기석을 포함하는 망형튜브를 갖는 수처리장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면 합성사로 짠 섬모가 형성된 망형의 실리더 튜브를 여과매체로 함으로서, 여과매체는 속이 비어 있어서 상하좌우 어느 방향으로나 수류의 이동이 가능함에 따라, 여과매체 전면에 걸쳐서 부유물질의 여과 및 미생물 부착면적을 극대화 시켜, 통상의 방법보다 부유물질 및 용존성 유기물의 제거효율을 극대화할 수 있고, 반응조 중앙 및 및 튜브적층용 케이지 사이에 산기석을 배열하여 폭기를 시킴으로서, 반응조의 혼합양상을 완전혼합으로 유도하여, 부유물질 및 용존유기물 부하를 여과매체의 전면에 고르게 분산시킬 수 있어 통상의 고정상 여과방법의 가장 큰 문제점인 막힘문제를 해결할 수 있는 망형튜브를 갖는 수처리장치 및 그에 의한 수처리방법을 제공하는 효과를 갖는다.
섬모가 형성된 망형튜브, 수처리장치, 수처리방법

Description

섬모가 형성된 망형튜브를 갖는 수처리장치 및 그에 의한 수처리방법 {WATER TREATMENT METHODS APPARATUS BY THE FIXED BED PACKED WITH CILIATE MESH - TUBE AS FILTER MEDIA AND WATER TREATMENT METHODS USING THE SAME}
본 발명은 섬모가 형성된 망형튜브를 갖는 수처리장치 및 그에 의한 수처리방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 합성사로 직조하여 이루어진 복수의 섬모가 형성된 망형튜브와 상기 망형튜브가 수용되는 복수의 튜브적층용 케이지를 이용하여, 생물학적으로 처리과정을 거친 하수 및 폐수의 처리수, 초기우수 등에 함유된 저농도의 용존성 유기물과 부유성 물질등의 오염물질을 합성사로 직조하여 이루어진 복수의 섬모가 형성된 망형튜브와 상기 망형튜브가 수용되는 복수의 튜브적층용 케이지를 이용하여 처리하는 망형튜브를 갖는 수처리장치 및 수처리방법에 관한 것이다.
일반적으로, 하폐수의 오염물질 구성은 고농도의 용존성 유기물과 부유물질로 이루어져 있으며, 이들의 처리는 생물학적 처리과정인 활성슬러지법을 이용하 고, 침전과정을 거치면서 용존성 유기물인 생물학적 산소요구량(BOD: Biological Oxygen Demand)) 및 용존성 부유물질(SS : Suspended Solid)) 각각의 농도는 약 20 mg/L 이하의 낮은 농도로 처리되어 하천으로 배출하였다.
또한, 비온 후의 도로노면 초기우수 등과 같은 비점오염원의 수질은 무기성 부유물질 농도는 높으나, 용존성 유기물 농도는 매우 낮아서 특별한 처리없이 그대로 하천으로 배출하였다.
그 동안 우리나라 뿐만 아니라 세계각국에서는 하폐수에 함유된 오염물질만 처리하면 강이나 하천의 오염문제가 해결될 것으로 판단하였으나, 하천수질개선의 폭이 크게 낮아지지 않아, 최근에는 생물학적 처리를 거치고 2차 침전지를 거친 후에도 후속시설로 여과시설을 추가로 설치하고 있다. 또한 우수 등에 함유된 오염물질도 처리과정을 거친 후 하천으로 방류하도록 의무화하고 있는 실정이다.
이와같이 저농도의 유기물 및 부유물질을 제거하는 종래의 방법은 모래여과, 플라스틱 또는 세라믹 등을 세립화 시켜 담체로 이용하는 방법과 합성멤브레인의 미세한 세공을 여과기능으로 이용하는 방법 등을 이용하여 왔다.
그러나, 모래여과는 하부의 복잡한 하부집수시설과 운전체계 그리고 부지면적의 과대소요로 거의 사용을 않으며, 또한 부유물질만 제거가 가능하지 용존성 유기물의 제거는 이루어지지 않는다.
또한, 플라스틱 또는 세라믹 여과는 고정상으로 설치할 경우 부유물질 및 용존성 유기물제거는 여재간의 공극만에 의해 이루어지며 통상 부유물질 및 미생물활동에 의해 생성된 슬라임에 의해 공극이 폐색되어 유로의 막힘현상이 발생되고, 이 런문제의 해결책으로 유동상에 의한 운전방법이 개발되었으나, 여재간의 충돌에 의해 미생물이 탈리되는 문제점이 유발되었다.
그리고, 최근에 개발된 합성멤브레인에 의한 여과방법으로 극미세 세공에 의한 정밀여과에 의한 방법을 이용하고 있으나 부유물질만 제거하지 용존유기물은 제거하지 못하는 문제점이 있다.
또한, 통상의 여재는 전술한 바와 같이 여재 간의 공극이 여과공간을 제공하고 유체의 흐름은 공극을 따라 하향에서 상향 혹은 상향에서 하행, 횡방향 등 한방향으로만 흐르도록 되어 있으며 그 결과, 반응조에서의 수리학적 혼합양상은 플러그 플로우(plug flow) 타입이어서 오염물질의 부하는 입구에서 매우 크고 후단으로 갈수록 낮아져서 오염물질의 부하가 크게 되는 입구는 공극이 폐쇄되는 큰 문제점을 지니고 있다.
따라서 종래 여재의 문제점인 여재의 막힘현상을 최소화하고, 동시에 부유물질뿐만 아니라, 용존 유기물도 동시에 제거 가능한 발명이 필요하다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 합성사로 짠 섬모가 형성된 망형튜브는 외부가 그물 망형태로 되어 있고, 내부는 비어 있어서 상하좌우 어느 방향으로나 수류의 흐름이 유도되어 정체구역이없고, 각 망의 표면뿐만 아니라 그리고 망형튜브들 간의 공극은 망형튜브의 섬모로 채워져서 일종의 체 구실을 하는 부유물질을 제거하고, 여재의 망 및 섬모는 미생물이 부착 가능한 비표면적을 극대화 시켜서 용존성 유기물질을 제거하는 망형튜브를 갖는 수처리장치를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 유입오염수를 반응조 중간으로 흐르게 하고, 반응조 중간에 유입오염수의 흐름방향으로 산기석을 설치하여, 폭기에 의해 오염물질의 분산을 양측의 여재로 고르게 함으로서, 수리학적 혼합양상을 완전혼합에 가깝게 할 수 있다. 이에따라 반응조 전체에 오염물질의 부하를 고르게 함으로서 반응조 전단에만 오염물질의 부하가 집중되어 여재가 폐쇄되는 종래의 문제점을 해결할 수 있는 망형튜브를 갖는 수처리장치를 제공하기 위한 것이다.
결과적으로, 본 발명은 섬모가 있으면서 망형으로 직조한 실린더 타입의 튜브를 여과매체로 이용하여 부유물질 및 용존성 유기물제거를 극대화하고, 폭기에 의해 오염물질의 분산을 양측의 여재로 고르게하여 수리학적 혼합양상을 완전혼합에 가깝게 함으로서 여과매체가 막히는 문제를 해결할 수 있는 망형튜브를 갖는 수처리장치 및 이를 이용한 수처리방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 합성사로 이루어진 복수의 망형튜브와, 상기 망형튜브가 수용되는 복수의 튜브적층용 케이지와, 상기 튜브적층용 케이지 사이에 위치되고, 튜브적층용 케이지로 수처리대상 유입수를 이동시키기 위해 공기를 제공하는 폭기용 산기석을 포함하는 망형튜브를 갖는 수처리장치이다.
따라서, 본 발명에 의하면 합성사로 짠 섬모가 형성된 원통형 망형튜브를 여과매체로 함으로서, 속이 비어 있어서 상하좌우 어느 방향으로나 수류의 이동이 가능하고, 공극이 커서 부유물질의 여과 및 미생물 부착 제공면적을 극대화 시킬 수 있어서, 통상의 방법보다 부유물질 및 용존성 유기물의 제거효율을 극대화할 수 있다. 그리고 반응조 중앙에 일렬로 산기석을 배열하여 폭기를 시킴으로서, 반응조의 혼합양상을 완전혼합으로 유도하여, 부유믈질 및 용존유기물 부하를 여과매체의 전면에 고르게 분산시킬 수 있어서 통상의 고정상 여과방법의 가장 큰 문제점인 막힘문제를 해결할 수 있었다. 또한 고정상 여과에서 부유물질에 의해 공극이 막히게 되면 공기세척에 의해 부유물질을 제거하며 통상의 방법에서는 2계열로 설치하여 세척중에는 하나는 정지하고 다른 하나는 가동하는 on-off 방식으로 운전하여야 하나 본 발명에서는 반응조 중간 산기장치를 설치함으로서 세척과정에서도 유입 및 처리가 연속으로 진행될 수 있다.
결과적으로, 반응조 중앙 및 튜브적층용 케이지 사이에 산기장치가 설치되어 완전혼합유도가 가능하며, 또한 유입 및 세척을 동시 진행가능한 연속운전으로 구현되는 망형튜브를 갖는 수처리장치 및 그에 의한 수처리방법을 제공하는 효과를 갖는다.
본 발명에 따른 망형튜브를 갖는 수처리장치는 합성사로 짠 섬모가 형성된 복수의 망형튜브와, 상기 망형튜브가 수용되는 복수의 튜브적층용 케이지와, 상기 튜브적층용 케이지 사이에 위치되고, 튜브적층용 케이지로 수처리대상 유입수를 이동시키기 위해 공기를 제공하는 폭기용 산기석을 포함한다.
또한, 상기 망형튜브는 약 0.1mm 굵기의 폴리프로필렌(poly propylene), 폴리에틸렌(poly ethylene), 폴리비닐알콜(poly vinyl alchol), 아크릴(acryl) 사 중 하나를 선택하여, 긴 원통형으로 직조되고, 길이 약 5cm 크기의 실린더 타입으로 절단된다.
그리고, 상기 망형튜브의 양단부는 직조가 풀린 섬모로 형성된다. 다시 말해서, 상기 망형 튜브는 합성사로 직조된 원통형의 몸통과 상기 몸통의 양단부는 직조가 풀려 형성되는 섬모로 이루어진다.
또한, 상기 망형튜브는 구경이 3mm(망 사이즈 0.26mm x 0.25mm), 5mm(망 사이즈 0.75mm x 0.85mm), 10mm(망 사이즈 1.1mm x 1.4mm), 15mm(망 사이즈 1.5mm x 1.8mm), 20mm(망 사이즈 1.8mm x 1.9mm) 중 하나를 선택하여 이루어진다.
또한, 상기 튜브적층용 케이지의 상부로 위치되고, 부유물질 및 용존유기물이 제거된 처리수를 배출시키는 처리수 월류위어를 더 포함한다.
또한, 상기 튜브적층용 케이지의 상부로 위치되고, 탈리된 부유물질을 배출 시키는 부유물 배출위어를 더 포함한다.
또한, 상기 튜브적층용 케이지의 상부에 결합되어 튜브적층용 케이지의 상하운동을 유발시키는 스프링을 더 포함한다.
또한, 상기 망형튜브의 하부에 위치되며, 망형튜브의 부유물질을 제거하기 위해 공기를 제공하는 부유물질 제거 폭기용 산기석을 더 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 망형튜브를 갖는 수처리장치 및 그에 의한 수처리방법의 바람직한 구체예에 대한 구성, 기능 및 효과에 대하여 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 망형튜브를 갖는 수처리장치의 개략적인 평면도이고,도2는 본 발명에 따른 튜브적층용 케이지 및 망형튜브를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도3은 도1에 나타낸 망형튜브를 갖는 수처리장치의 개략적인 측면도이고, 도4은 도1에 나타낸 망형튜브를 갖는 수처리장치의 개략적인 정면도이다.
도면에 나타낸 바와 같이, 상기 수처리장치는 망형튜브(1), 튜브적층용 케이지(2), 폭기용 산기석(4), 처리수 월류위어(6), 부유물질 제거 폭기용 산기석(7), 부유물 배출위어(8) 및 스프링(9)를 포함하여 이루어진다.
보다 구체적으로, 상기 망형튜브(1)는 약 0.1mm 굵기의 폴리프로필렌(poly propylene), 폴리에틸렌(poly ethylene), 폴리비닐알콜(poly vinyl alchol), 아크릴(acryl) 사 등의 재료를 이용하여 긴 원통형으로 직조하고, 길이 약 5cm 크기의 실린더 타입으로 절단한다. 그리고 이와같이 이루어진 망형튜브(1)을 수조에 넣고 과량의 공기를 불어넣으면 튜브간의 충돌 및 마찰에 의해, 튜브의 끝부분은 직조된 실이 풀리게 되어 자연스럽게 섬모형이 되고 나머지 부분은 망형으로 이루어진 본 발명에 따른 섬모가 형성된 망형튜브(1)가 제작된다.
그리고, 직조된 상기 망형튜브(1)는 구경이 3mm(망 사이즈 0.26mm x 0.25mm), 5mm(망 사이즈 0.75mm x 0.85mm), 10mm(망 사이즈 1.1mm x 1.4mm),15mm(망 사이즈 1.5mm x 1.8mm), 20mm(망 사이즈 1.8mm x 1.9mm)등 사이즈 별로 제작이 가능하고, 구경이 작을 수록 망사이즈가 작아지고, 반대로 구경이 클수록 망사이즈는 커진다. 그 결과 부유물질의 크기가 1-10㎛ 이하는 3mm 또는 5mm 튜브를 적용하고, 10㎛ 이상은 구경 10mm 이상크기의 튜브를 적용하며 혹은, 각 크기의 튜브를 혼합하여 적용할 수 있다.
또한 망형튜브는 속이 비어 있어서 공극율은 90%이상으로 40-60%인 통상의 여재보다 매우 높으며, 망으로 이루어진 높은 공극율 때문에 수류의 이동이 상하좌우 어느 방향으로나 가능하여 정체구역이 없으며, 접촉면적을 극대화 시킬 수 있다. 결과적으로 망형튜브는 여재 자체가 체(sieve)구실뿐만 아니라 미생물 부착면을 제공하여, 통상의 여과매체보다 부유물질 및 유기물 제거효율을 극대화 시킬 수 있는 장점이 있다.
다음으로 상기 복수의 튜브적층용 케이지(2)는 상기 망형튜브가 무작위로 적층되어 사용된다.
또한, 상기 폭기용 산기석(4)은 상기 튜브적층용 케이지(2) 사이에 위치되고, 튜브적층용 케이지로 수처리대상 유입수를 이동시키기 위해 공기를 제공한다.
또한, 처리수 월류위어(6)는 상기 튜브적층용 케이지(2)의 상부에 위치되고, 부유물질 및 용존유기물이 제거된 처리수를 배출시키고, 부유물 배출위어(8)는 튜 브적층용 케이지(2)의 상부로 위치되고, 탈리된 부유물질을 배출시킨다.
또한, 상기 스프링(9)은 튜브적층용 케이지의 상부에 결합되어 튜브적층용 케이지의 상하운동을 유발시켜 부유물질 탈리를 용이하게하고, 부유물질 제거 폭기용 산기석은 상기 망형튜브의 하부에 위치되며, 망형튜브의 부유물질을 제거하기 위해 공기를 제공한다.
이와같이 이루어진 본 발명에 따른 망형튜브를 갖는 수처리장치를 이용한 보다 구체적인 수처리방법에 대하여 이하 자세히 기술한다.
도1에 나타낸 바와 같이, 용존성 유기물 및 부유물질이 함유된 유입수(3)는 펌프 또는 중력식에 의해 횡류식으로 유입된다. 그리고 반응조의 튜브적층용 케이지(2)의 사이에 설치된 폭기용 산기석(4)에 공급되는 공기에 의한 추진력은 선회와류를 발생시키고, 반응조 중앙을 중심으로 양쪽의 튜브적층용 케이지(2)로 분산되어, 수류의 흐름은 상부에서 하부로 다시 하부에서 상부로 수로를 따라서 수십만번 반복된다. 또한, 상기 폭기용 산기석(4)이 튜브적층용 케이지(2)의 횡방향 및 종방향으로 배치됨에 따라 보다 효율적인 수류의 흐름과 완전혼합을 제공한다.
이에따라 유입수에 함유된 부유물질은 수류의 흐름에 의해 망형 튜브에 걸리게 되고, 걸리지않고 통과된 부유물질은 그 다음의 튜브에 아니면 횡형으로 구성된 수로를 거치면서 제거된다. 용존성 유기물의 경우는 부유물질이 걸린 망형튜브에서 자란 미생물에 의해 산화되어 제거되며 마찬가지로 용존된 유기물도 수류를 따라 수십만번 반복하여 튜브와 접촉된다. 특히, 망형튜브 여재의 장점은 상하좌우 어느 방향으로나 물이 통과할 수 있어서 망의 일부가 막혀도 부유물질 및 용존성 유기물 제거는 계속하여 진행될 수 있다.
또한 반응조 중앙에 설치된 폭기용 산기석(4)은 오염물질울 양측의 튜브적층용 케이지로 고르게 분산시킴에 따라, 수리학적 혼합양상을 완전혼합에 가깝게 할 수 있도록 함으로서, 종래 고정상 여재의 가장 큰 문제점인 여재와 여재간의 공극이 막히는 문제를 해결할 수 있다.
이와같은 방법으로 망형튜브에 의해 부유물질 및 용존성 유기물이 제거된 처리수(5)는 반응조 끝단에 설치된 처리수 월류위어(6)를 거쳐서 배출되고, 튜브에 걸린 부유물질 및 미생물에 의해 생성된 슬러지 등은 케이지(2) 하부에 위치된 부유물질 제거 폭기용 산기석(7)에서 공급되는 공기세척에 의해 제거된다. 이 경우, 부유물질 제거 폭기용 산기석(7)과 중앙의 폭기용 산기석(4)에서 공기공급이 동시에 진행되면 중앙 산기석에서 분출되는 공기추진력은 부유물질 제거용 산기석에서 분출되는 추진력이 반응조 중앙으로 오는 것을 상쇄시켜서 공기세척에 의해 떨어져 나온 다량의 부유물질은 반응조 중앙으로 유입없이 부유물질 배출위어(8)로 유출된다.
이에따라 통상의 방법에서는 공기세척에 의해 여재에 붙은 부유물질 제거시 유입수 주입을 중단하여야하나, 본 발명에서와 같이 폭기용 산기석(4)을 반응조 중앙하단에 설치함으로서 유입수의 중단없이 연속으로 운전이 가능하게 된다.
또한, 유입오염수에 함유된 부유물질 및 용존성 유기물을 효율적으로 제거하기위하여 본 발명의 구성장치에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
펌프 또는 중력식에 의해 유입되는 부유물질 및 용존성 유기물이 함유된 유입수(3)를 망형튜브로 이송시키기 위하여 폭기에 의해 추진력을 생성하는 폭기용 산기석(4), 부유물질을 여과하고 미생물의 부착면을 제공하여 용존유기물을 제거하는 망형튜브를 채운 튜브적층용 케이지(2), 부유물질 및 용존유기물이 제거된 처리수를 배출시키는 처리수 월류위어(6), 망형튜브에 부착된 부유물질을 공기에 의해 탈리시키기 위하여 공기를 제공하는 부유물질제거 폭기용 산기석(7), 부유물질을 탈리시키기 위하여 공기공급 시마다 망형튜브를 채운 튜브적층용 케이지(2)가 들썩거려서 부유물질 탈리를 용이하게 하는 케이지의 상부에 설치된 스프링(9), 탈리된 부유물질을 배출하는 부유물질 배출 위어(8), 처리수를 배출하는 월류위어 가동시에는 부유물질 배출위어는 닫혀 있고 부유물질 배출시에는 처리수 월류위어는 가동되지 않는다.
또한, 본 발명에 대한 검증을 하기 위하여 실험은 반응조 중앙에 폭기용 산기석(4)을 설치하여 폭기하는 반응조의 수리학적 혼합양성 실험, 입자사이즈가 약 1㎛ 크기의 무기성 입자로 구성된 부유물질 처리실험 그리고 입자사이즈가 10㎛ 이상인 유기성 입자와 용존성 유기물이 혼재하는 경우의 처리실험 등 3가지로 실시하였다. 각 물질의 처리효율은 통상으로 사용되는 여과매체인 세라믹 볼, 비닐튜브 등과 본 발명의 여과매체인 망형튜브와 처리효율을 비교하였다.
우선 수리학적 혼합양상실험은 반응조 중앙에 폭기용 산기석(4)을 그리고 양옆에는 섬모가 형성된 망형 여재를 충진한 튜브적층용 케이지(2)를 설치한 후 반응조의 수리학적 혼합양상을 알아보기 위하여 추적자로는 소금물을 이용하고 수리학적 체류시간을 약 20분으로한 후 연속으로 주입하여 시간에 따른 유출수의 전기전도도(conductivity) 변화를 측정하였다.
처리실험의 대상시료 제조는 부유물질만 있는 경우는 입자사이즈가 약 1m의 무기성 미세입자인 카오린을 이용하였고, 부유물질과 용존유기물이 혼합되어 있는 경우는 부유물질로는 유기성 입자인 활성슬러지를 그리고 용존성 유기물로는 하수처리장 2차 침전지 유출수를 혼합하여 이용하였다.
각 대상시료에 대하여 처리효율을 비교하기위한 여과매체로는 망 형태로 이루어지지 않은 통상의 비닐튜브, 섬모가 없는 망형튜브 그리고 본 발명의 섬모가 형성된 망형튜브 등 세가지에 대하여 실시하였다.
그리고, 비교실험조건은 일일처리용량은 200L/d이고, 수리학적 체류시간은 약 30분이다. 여과매체의 크기는 비닐튜브 및 망형튜브, 섬모가 형성된 망형튜브 동일하게 약 3cm 길이의 실린더 형태로 자르고 구경의 지름은 3mm, 5mm, 10mm, 15mm 각각에 대하여 비교실시하였다.
그래프 1. 본 발명장치의 수리학적 혼합양상 실험결과
Figure 112009054455219-pat00001
그래프1은 반응조 중앙에 산기석을 설치하여 폭기하고 양옆에 섬모가 형성된 망형 여재를 충진하였을 경우 수리학적 혼합양상 실험결과를 반응기에 남아있는 추적자의 잔류분율(C/Co)과 무차원 체류시간(t/T)으로 나타낸 것으로 부유물질 및 용존유기물의 부하가 반응조 전단에만 치우치지않고 반응조 전면에 고르게 분산될 수 있는 전형적인 완전혼합형에 가까움을 알 수 있다.
표 1. 무기성 부유물질 제거실험결과
여과매체 여과매체 구경
(mm)		 유입
부유물질농도
(mg/L) 		처리수 부유물질농도(mg/L)
1시간 2시간 3시간 4시간 5시간 6시간 7시간 8시간 9시간 10시간
비닐튜브 3 400 25 68 150 340
망형튜브 3 400 4 8 15 40 75
5 400 10 16 25 64 96
10 400 12 23 36 75 120
15 400 25 48 59 98 165
섬모가 형성된 망형튜브 3 400 2 3 2 5 8 8 12 18 17 20
5 400 3 8 5 12 10 25 28 35 45 52
10 400 8 12 18 23 32 35 45 62 58 71
15 400 12 25 38 53 63 75 85 80 98 108
※부유물질 : 카오린
표1은 무기성 부유물질로서 1㎛ 이하의 극미세입자인 카오린을 이용하여 농도를 약 400mg/L로 제조한 후 각 매체별로 시간에 따른 유출수의 농도를 측정한 결과로서 비닐튜브 및 망형튜브는 초기에는 양호하였으나, 시간이 지나면서 망형튜브 보다는 비닐튜브의 유출농도가 점차 증가하여 고농도로 유출됨을 알수 있다. 반면에 본 발명의 섬모가 형성된 망형튜브는 매우 안정된 수질을 보여주고 장시간 운전이 가능하였다.
이는 비닐튜브의 경우 망이 없는 실린더 타입이어서 체기능이 없어서 튜브 매체간의 공극을 이용하여 처리가 이루어지며, 망형튜브의 경우는 체기능과 튜브매체간의 공극에서 처리가 이루어지나, 본 발명의 망형튜브의 경우 망은 체기능을 하고 튜브와 튜브사이 공극 또한 섬모에 의한 일종의 망으로 연결되어 튜브가 채워진 반응조 전체가 체역할을 함으로서 통상의 매체보다 매우 탁월한 처리기능을 하는 것으로 판단되었다.
표 2. 유기성부유물질과 용존유기물함유 오염수의 처리실험결과
여과매체 여과매체 구경
(mm)		 ※유입수농도
(mg/L) 		처리수 농도(mg/L)
1일 2일 3일 4일 5일 6일 7일 8일 9일 10일
비닐튜브 3 SBOD: 20 10 5 3 5 5 3 6 4 5 6
SS:20 3 8 6 10 15 40
NH3-N:20 5 8 12 13 15
망형튜브 5 SBOD:20 5 3 2 4 6 5 4 2 3 4
SS:20 2 5 8 12 18 35 63
NH3-N:20 3 2 6 5 8 14 16
10 SBOD:20 4 6 3 5 3 7 8 5 7 8
SS:20 2 8 12 24 38 57
NH3-N:20 2 3 8 12 15
섬모가
있는망형튜브		 5 SBOD:20 2 4 3 2 2 3 5 6 3 2
SS:20 1 2 3 2 1 3 2 2 3 1
NH3-N:20 3 2 1 1 2 1 1 1 2 1
10 SBOD:20 5 4 2 3 2 3 5 3 4 2
SS:20 2 3 5 2 2 4 3 2 2 1
NH3-N:20 2 3 2 3 2 1 1 2 2 1
※유입수 : 부유물질(활성슬러지) + 하수처리장 처리수
표2는 유기성 부유물질 입자로 활성슬러지(SS : Suspended Solid)와 용존성 유기물(SBOD : Soluble Biological Oxygen Demand)이 혼합된 오염수의 처리실험결과를 나타낸 것이다. 비닐튜브 및 망형튜브 매체 모두 용존성 유기물인 BOD의 제거는 매체에 관계없이 어느 정도의 안정된 제거효율을 나타내었다. 그러나 부유물질 제거는 초기에는 우수하였으나, 시간이 경과하면서 유입부유물보다 더 높은 농도로 유출되고, 암모니아성 질소 또한 부유물질과 마찬가지의 경향을 나타내었다. 이는 비닐 튜브 및 망형튜브의 경우 매체사이에 공극이 어느 정도 감소되면, 반응조의 체류시간은 더욱 짧게되고, 그 결과 유입유속에 의해 퇴적된 부유물질이 일시에 유출되어, 유입농도보다 유출 농도가 계속 더 높아지게 되며, 동시에 매체와의 접촉면적이 감소되어 암모니아성 질소도 유사한 결과를 나타내는 것으로 사료되었다.
반면에 섬모가 형성된 망형 튜브의 경우는 망 및 섬모에 의한 여과기능이 동시에 작용되기 때문에 부유물질의 유실이 없고 또한 비표면적의 극대화로 용존성 유기물질도 매우 안정적으로 제거할 수 있음을 알 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 망형튜브를 갖는 수처리장치의 개략적인 평면도.
도2는 본 발명에 따른 튜브적층용 케이지 및 망형튜브를 개략적으로 나타낸 사시도.
도3은 도1에 나타낸 망형튜브를 갖는 수처리장치의 개략적인 측면도.
도4은 도1에 나타낸 망형튜브를 갖는 수처리장치의 개략적인 정면도.

Claims (8)

  1. 합성사로 직조된 원통형의 몸통과 상기 몸통의 양단부에 직조가 풀려 형성되는 섬모로 이루어지는 복수의 망형 튜브;
    상기 망형튜브가 수용되는 복수의 튜브적층용 케이지;
    상기 튜브적층용 케이지 하부에서 그 튜브적층용 케이지 사이에 위치되고, 상기 튜브적층용 케이지로 수처리대상 유입수를 이동시키기 위해 공기를 제공하는 폭기용 산기석;
    상기 튜브적층용 케이지의 하부에 위치되며, 상기 망형튜브에 부착된 부유물질을 제거하기 위해 공기를 제공하는 부유물질제거 폭기용 산기석;
    상기 튜브적층용 케이지의 상부에 위치되고, 상기 부유물질제거 폭기용 산기석에 의해 망형튜브로부터 탈리된 부유물질을 배출시키는 부유물 배출위어; 및
    상기 튜브적층용 케이지의 상부에 결합되어 상기 부유물질제거 폭기용 산기석에서 제공되는 공기에 의해 상기 튜브적층용 케이지의 상하운동을 유발시키는 스프링을 포함하는
    섬모가 형성된 망형튜브를 갖는 수처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 망형튜브는
    약 0.1mm 굵기의 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐알콜, 아크릴 사 중 하나를 선택하여, 긴 원통형으로 직조되고, 길이 약 5cm 크기의 실린더 타입으로 절단된
    섬모가 형성된 망형튜브를 갖는 수처리장치.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 망형튜브는
    구경이 3mm(망 사이즈 0.26mm x 0.25mm), 5mm(망 사이즈 0.75mm x 0.85mm), 10mm(망 사이즈 1.1mm x 1.4mm), 15mm(망 사이즈 1.5mm x 1.8mm), 20mm(망 사이즈 1.8mm x 1.9mm) 중 하나를 선택하여 이루어진
    섬모가 형성된 망형튜브를 갖는 수처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 튜브적층용 케이지의 상부에 위치되고, 부유물질 및 용존유기물이 제거된 처리수를 배출시키는 처리수 월류위어를 더 포함하는
    섬모가 형성된 망형튜브를 갖는 수처리장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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