KR100962444B1 - 하수도의 슬러지 여과 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 여과조의 내부에 에어를 분사하여 슬러지의 여과가 효율적으로 이루어짐과 더불어 여과를 위한 골재층의 오염을 방지할 수 있도록 하고, 혐기조, 무산소조, 폭기조를 와류의 형성이 가능하게 원형 격벽으로 구분하여 일체화함에 의해, 소형이면서 콤팩트한 형태를 갖도록 하면서 미생물 반응의 처리 속도를 향상시킬 수 있도록 하는 하수도의 슬러지 여과 장치를 제공한다.
이를 위해 본 발명은 혐기조와, 무산소조, 폭기조가 상호 원통 형상의 격벽에 의해 겹겹이 분리되도록 형성되어 있되 각각 배출 통로에 의해 연통되도록 설치되어, 미생물과 반응하는 처리수가 와류 생성 모터의 구동에 의해 형성되는 와류의 흐름을 따라 배출되도록 하는 미생물 반응부와, 상기 미생물 반응부로부터의 처리수를 여과조의 내부로 유입받아 역세척 모터에 의해 역세척을 진행하여 상기 미생물 반응부로 순환시키고, 여과조의 내부에서 에어 주입조를 다층으로 적층하고, 적층된 각 에어 주입조의 사이에 에어 주입관을 매설하여 각 에어 주입조에 에어를 분사하여 슬러지를 여과하는 여과부 및, 상기 여과부의 역세척 모터 측의 역세척 유출구와 상기 미생물 반응부의 하수 유입구의 사이를 연결하는 세척액 유출관을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 한다.

Description

하수도의 슬러지 여과 장치{Apparatus for Filtering Sludge of Sewer}

본 발명은 가정, 영업소, 공장 등에서 발생되는 하수 및 폐수를 집수 처리하는 경우에 하수처리 공정의 단순화 및 슬러지(Sludge)의 효과적인 여과가 가능하도록 하는 하수도의 슬러지 여과 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 하수처리는 유입하수를 1차 침전시킨 후에 혐기조, 무산소조, 폭기조로 각각 구분되는 미생물 반응조에서 미생물을 이용하여 처리시키고 난 후, 다시 2차 침전지에서 침전 방류하는 방식을 이용하고 있다.

한편, 미생물 반응조에서 생산된 미생물을 슬러지라고 하며, 슬러지가 함유된 하수는 2차 침전지에서 침전되고, 침전된 슬러지는 일부가 미생물 반응조로 순환되는 한편, 나머지는 방출되어 폐슬러지로 처리되는 공정으로 이루어진다

슬러지를 처리하는 공정에 있어서, 여과공정은 여과지 내부에 구비된 여재에 의하여 이루어지는데, 정수장의 여과를 위해 사용되는 여재는 골재로 구성되는 것이 일반적이며, 여과 기능 즉 필터의 기능을 해주는 것으로 모래, 자갈, 석류석, 활성탄, 규조토, 안트라사이트와 같은 입자 또는 가루의 형태로 된 것을 사용한다.

그런데, 하수 처리장에서의 여과지는 대량의 하수를 매일 처리해야 하는 관계로 시간이 경과함에 따라 머드현상이 발생하게 되는데, 이러한 머드현상이 발생하게 되면 여과능력이 급격히 저하됨에 따라 통상 10년 주기로 교환 또는 재생작업을 진행해야 한다.

여과지의 교환 또는 재생작업은 여과지 내부에 있는 물을 빼내고 여과지를 형성하고 있는 안트라사이트, 모래, 자갈 등으로 구성된 여재를 외부로 굴상 시킨 다음, 세척 및 선별의 공정을 통하여 다시 여과지로 투입시키는데, 여재를 굴상하는 과정에서 입자가 큰 골재와 작은 골재 간에 상호 타격이 발생되어 골재가 심하게 손상 또는 파손되는 결과를 초래하며, 세척 및 선별 공정시에 다량의 물을 소모시켜야 함에 따라 오염된 물을 적정 수질로 다시 처리하기가 어렵게 되므로 또 다른 수질 오염원을 제공하고, 여과지의 교환 또는 재생 작업에 고가의 비용을 지불해야 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 여과조의 내부에 에어를 분사하여 슬러지의 여과가 효율적으로 이루어짐과 더불어 여과를 위한 골재층의 오염을 방지할 수 있도록 하는 하수도의 슬러지 여과 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 미생물 반응조의 각 혐기조, 무산소조, 폭기조를 와류의 형성이 가능하게 원형 격벽으로 구분하여 일체화함에 의해, 소형이면서 콤팩트한 형태를 갖도록 하면서 미생물 반응의 처리 속도를 향상시킬 수 있도록 하는 하수도의 슬러지 여과 장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 혐기조와, 무산소조, 폭기조가 상호 원통 형상의 격벽에 의해 겹겹이 분리되도록 형성되어 있되 각각 배출 통로에 의해 연통되도록 설치되어, 미생물과 반응하는 처리수가 와류 생성 모터의 구동에 의해 형성되는 와류의 흐름을 따라 배출되도록 하는 미생물 반응부와, 상기 미생물 반응부로부터의 처리수를 여과조의 내부로 유입받아 역세척 모터에 의해 역세척을 진행하여 상기 미생물 반응부로 순환시키고, 여과조의 내부에서 에어 주입조를 다층으로 적층하고, 적층된 각 에어 주입조의 사이에 에어 주입관을 매설하여 각 에어 주입조에 에어를 분사하여 슬러지를 여과하는 여과부 및, 상기 여과부의 역세척 모터 측의 역세척 유출구와 상기 미생물 반응부의 하수 유입구의 사이를 연결하는 세척액 유출관을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하수도의 슬러지 여과 장치를 제공한다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 하수 또는 오수의 처리를 위해 미생물 반응조와 여과조를 구분적으로 운영하는 경우에, 미생물 반응조의 각 혐기조와, 무산소조, 폭기조를 각각 원형 격벽을 사이에 두고 원통형으로 겹쳐서 일체화하여 미생물에 반응하는 하수의 와류에 의한 처리가 이루어질 수 있도록 하고, 여과조 내부에 에어를 주입하는 에어 주입판과 골재층을 교번적으로 적층하여 다층으로 배치함에 의해, 에어의 분사에 따라 슬러지가 여과되면서 골재층의 미생물균 증착에 의한 머드 현상을 방지할 수 있도록 함에 따라, 보다 소형화되고 콤팩트한 구조의 슬러지 여과 장치를 구현하는 것이 가능하고, 하수의 여과 처리 효율이 향상될 수 있게 됨과 더불어, 여과조 내부의 골재층에 대한 오염을 방지하여 골재의 주기적인 세척 또는 교체 작업을 할 필요가 없어서 여과 장치 주변의 오염을 방지하고 관리 비용을 대폭 절감할 수 있다는 효과를 갖게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 하수도의 슬러지 여과 장치의 전체 구조를 나타낸 도면,
도 2는 도 1에 도시된 여과조의 내부 구성을 구체적으로 나타낸 도면,
도 3은 여과조에 포함된 모래 여과조의 적층 구조를 구체적으로 나타낸 도면,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 여과조 내에 장착되는 에어 주입판의 구조를 상세히 나타낸 도면이다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

즉, 도 1은 본 발명에 따른 하수도의 슬러지 여과 장치의 전체 구조를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 하수의 슬러지 여과 장치는, 미생물을 이용하여 하수에 대해 생물학적 반응 공정을 진행하는 미생물 반응부와, 생물학적 반응이 이루어진 하수에 포함된 슬러지를 여과하는 여과부로 나누어진다.

상기 미생물 반응부는 유량 조정조(10)와, 혐기조(16), 와류 생성 모터(18), 무산소조(20), 폭기조(22), 침전조(24)를 포함한다.

상기 여과부는 역세척 모터(28)와, 모래 여과조(26), UV 살균조(30), 유량계(32)를 포함한다.

상기 미생물 반응부와, 상기 여과부는 동력 조종실(36)의 조종에 의해 각각의 동작이 실행될 수 있도록 되어 있는데, 상기 동력 조종실(36)은 해당 미생물 반응부의 각종 모터의 구동 상태 조종과 유량계(32), UV 살균조(30) 등의 상태를 감시하기 위한 것이다.

상기 미생물 반응부에서, 상기 유량 조정조(10)는 하수 유입구(10a)를 통해 유입되는 하수의 유량을 조정하기 위한 것으로서, 내부에 유량 조정 모터(12)를 구비하여 유량의 조정을 진행하면서 유입관(14)을 통해 하수를 혐기조(16)의 내부로 공급한다.

상기 혐기조(16)는 상기 유량 조정조(10)로부터 유입되는 하수에서 인이 방출된 미생물균을 증식시키도록 되어 있고, 미생물균이 증식된 하수가 배출 통로(16a)를 통해 연결된 무산소조(20)로 흐르도록 되어 있다.

상기 혐기조(16)의 내부에는 와류생성 모터(18)를 설치하여 모터의 구동에 의해 하수에 와류가 발생되어 상기 배출 통로(16a)를 통해서 상기 무산소조(20)로 와류 형태로 흐르도록 하고 있다.

상기 무산소조(20)는 상기 혐기조(16)에서 발생되는 와류의 흐름이 유지되도록 해당 혐기조(16)와 원통 형상의 격벽에 의해 분할되고, 상기 혐기조(16)로부터 유입된 미생물균이 증식된 하수를 탈질화시켜서 배출 통로(20a)를 통해 상기 폭기조(22)로 흐르도록 되어 있다.

상기 폭기조(22)는 상기 무산소조(20)로부터의 와류의 흐름이 유지되도록 해당 무산소조(20)와 원통 형상의 격벽에 의해 분할되고, 상기 무산소조(20)로부터의 탈질화된 처리수에서 혐기성액 중에 유기성 슬러지와 접촉하여 통기성 토양 미생물 균류인 활성 슬러지를 배양하게 된다.

즉, 상기 혐기조(16)와, 상기 무산소조(20), 상기 폭기조(22)는 해당 혐기조(16)를 중심으로 하여 각각 원통 형상의 격벽에 의해 겹겹히 분할되어 있는 형태로서, 상기 혐기조(16)로부터 발생되는 와류가 상기 폭기조(22)에 이르기까지 와류 형태를 유지하도록 되어 있는 것이다.

상기 침전조(24)는 그 유입 통로(24a)를 통해 상기 폭기조(22)를 순환하는 처리수를 공급받아 그 처리수에 포함된 이물질 등을 침전시켜서 걸러내는 역할을 수행한다.

한편, 상기 여과부의 여과조(40)에서는 상기 침전조(24)를 통과한 하수를 하수 유입구(42)를 통해 유입받게 되고, 상기 역세척 모터(28)에서는 해당 여과조(40)에 유입되는 처리수를 역세척하여 그 역세척된 하수를 상기 유량 조정조(10)의 내부로 순환시키기 위한 것이다.

상기 모래 여과조(26)는 상기 역세척 모터(28)의 동작시에 하수의 슬러지를 여과시켜서 상기 UV 살균조(30)로 내보내기 위한 것이다.

상기 UV 살균조(30)는 상기 여과조(40) 내의 모래 여과조(26)를 통과한 처리수를 UV 살균시키기 위한 것이고, 상기 유량계(32)는 상기 UV 살균조(30)를 통해 살균 처리되어 하수 방류구(34)를 통해 배출되는 하수의 유량을 계측하기 위한 것이다.

그 다음에, 도 2는 도 1에 도시된 여과조의 내부 구성을 구체적으로 나타낸 도면,

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 여과부는 여과조(40)의 내부에 역세척 모터(45)와, 모래 여과조(26)를 포함하고 있는데, 상기 모래 여과조(26)에는 복수의 에어 주입조(46,48,50), 복수의 에어 주입관(52,54,56), 상기 복수의 에어 주입관(52,54,56)과 외부로부터 연결된 에어 펌프(58), 모세관식 여과 모듈(61)을 포함한다.

상기 여과조(40)는 그 일측 상부에 상기 침전조(24)와 연결된 하수 유입구(42)가 형성되어 있어서, 해당 하수 유입구(42)를 통해 상기 미생물 반응부로부터의 처리수를 유입하여 해당 여과조(40)의 하부로 직하시키도록 되어 있다.

상기 역세척 모터(44)는 해당 여과조(40)의 하부 일측 종단에 설치되고, 모터의 구동에 의해 여과조(40)에 존재하는 하수를 역세척하여 그 역세척 유출구(45)를 통해 세척액 유출관(38)을 따라 하수가 상기 미생물 반응부의 하수 유입구(10a)를 통해 유입되도록 한다.

상기 모래 여과조(26)의 내부에는 복수층의 에어 주입조(46,48,50)가 해당 여과조(40)의 하부에서 상부까지 순차적으로 적층 형성되어 있고, 상기 각 에어 주입조(46,48,50)의 사이에는 각 에어 주입조(46,48,50)의 내부에 에어를 주입시키기 위한 에어 주입관(52,54,56)이 교번적으로 내삽되어 있다.

상기 복수의 에어 주입관(52,54,56)은 별도의 에어 펌프(58)로부터 펌핑되는 에어를 공급받아 각각의 에어 주입조(46,48,50) 내부에 공급하게 되는데, 본 발명에서는 에어를 발생하는 에어 펌프(58)를 별도로 구비하고 있지만, 이에 한정되지는 않는 것으로서 상기 역세척 모터(28) 등과 연결하여 그 역세척 모터(28)의 모터 구동을 통해 발생되는 강한 바람을 공급받아 에어를 각 에어 주입관(52,54,56)으로 공급하도록 할 수도 있다.

한편, 상기 복수의 에어 주입조(46,48,50)는 도 3에 도시된 바와 같이, 에어 주입판(62)과 골재층(64)이 상호 교번적으로 다층 형태로 적층되어 형성되고, 상기 에어 주입판(62)들은 각 에어 주입관(52,54,56)들로부터 에어를 공급받아 각각 대응하는 골재층(64)으로 에어를 분사하게 된다.

상기 에어 주입판(62)으로부터의 에어 분사에 따라, 각 골재층(64)에서는 처리수에 함유되어 있는 슬러지를 모두 여과시킬 수 있게 되고, 에어의 분사에 따른 골재층(64) 내부 골재의 활성화 상태에 따라 머드 현상 등의 오염이 방지될 수 있다.

여기서, 상기 골재층(64)을 형성하는 골재는 분사되는 에어에 대한 반응이 효과적으로 이루어지도록, 일정 크기의 알갱이들로 이루어진 모래를 주재료로 하는 것이 바람직하다.

상기 에어 주입판(62)은 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 에어 주입관(52,54,56)으로부터 분기되는 에어 연결관(70)과 각각 연결되어 있는 다수의 분사 노즐(66)이 해당 에어 주입판(62)의 전체 면적에 걸쳐서 규칙적으로 배열되어 있고, 상기 각 분사 노즐(66)의 배열 부위 사이에는 처리수를 여과조(40)의 하부로부터 상부측으로 투과시키는 투과구(68)가 해당 에어 주입판(62)의 전체 면적에 걸쳐서 규칙적으로 배열되어 있다.

상기 각 에어 주입조(46,48,50)를 통과한 처리수는 슬러지의 여과가 이루어져서 해당 여과조(40)의 측면 상부에 위치한 방출구(60)를 통해 상기 UV 살균조(30)로 방출된다.

또한, 도 1에서 상기 모세관식 여과 모듈(61)은 상기 여과조(40) 내에서 하수 유입구(42)에 인접하여 설치되고, 모세관 현상을 이용하여 하수 중에서 슬러지 또는 이물질을 제외한 깨끗한 물만을 흡수하여 상기 복수의 에어 주입조(46,48,50) 중에서 최상부의 에어 주입조(50) 상에 제공한다. 즉, 상기 복수의 에어 주입조(46,48,50)를 통과하지 않고서도 정수된 물을 방출구(60)를 통해 외부로 방류시킬 수 있게 되는 것이다.

여기서, 상기 모세관식 여과 모듈(61)은 물의 흡수가 양호한 재질로서 천, 융단 등의 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 미생물 반응부를 통해 미생물 반응이 이루어진 처리수가 여과조(40)의 내부로 투입되면, 우선 역세척 모터(28)가 구동되어 처리수를 역세척하여 세척액 유출관(38)을 통해 상기 미생물 반응부 측으로 순환되도록 한다.

상기 미생물 반응부의 각 혐기조(16), 무산소조(20), 폭기조(22)를 통과한 처리수는 침전조(24)를 거쳐서 상기 여과조(40)의 내부로 다시 유입되고, 에어 펌프(58)가 동작하면서 에어 주입관(52,54,56)을 통해 에어를 각 에어 주입조(46,48,50)로 공급하게 된다.

상기 각 에어 주입조(46,48,50)에서는 내부의 에어 주입판(62)들이 에어 주입관(52,54,56)으로부터의 에어를 공급받아 골재층(64)으로 분사하게 되고, 각 골재층(64)을 통해 슬러지가 여과된 처리수는 에어 주입판(62)의 투과구(68)를 통해 상승하여 여과조(40) 상부 측의 방출구(60)를 통해 상기 UV 살균조(30)의 내부로 방출된다.

한편, 상기 하수 유입구(42)에 근접하여 설치되어 있는 모세관식 여과 모듈(61)은 상기 복수의 에어 주입조(46,48,50)와는 별도로, 모세관 현상을 이용하여 하수에 포함된 슬러지나 이물질을 제외한 깨끗한 물만을 흡수하여 상기 방출구(60)를 통해 방출시킬 수 있도록 한다.

상기 UV 살균조(30)를 통해 살균된 물은 유량계(32)에 의해 그 유량이 계측되고서, 방류구(34)를 통해 외부로 방류된다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

10:유량 조정조, 16:혐기조,
18:와류 생성 모터, 20:무산소조,
22:폭기조, 24:침전조,
26:모래 여과조, 28:역세척 모터,
30:UV 살균조, 32:유량계,
36:동력 조종실, 40:여과조,
46,48,50:에어 주입조, 52,54,56:에어 주입관,
58:에어 펌프, 61:모세관식 여과 모듈.

Claims (5)

1. 삭제
2. 혐기조와, 무산소조, 폭기조가 상호 원통 형상의 격벽에 의해 겹겹이 분리되도록 형성되어 있되 각각 배출 통로에 의해 연통되도록 설치되어, 미생물과 반응하는 처리수가 와류 생성 모터의 구동에 의해 형성되는 와류의 흐름을 따라 배출되도록 하는 미생물 반응부와;
   상기 미생물 반응부로부터의 처리수를 여과조의 내부로 유입받아 역세척 모터에 의해 역세척을 진행하여 상기 미생물 반응부로 순환시키고, 여과조의 내부에서 에어 주입조를 다층으로 적층하고, 적층된 각 에어 주입조의 사이에 에어 주입관을 매설하여 각 에어 주입조에 에어를 분사하여 슬러지를 여과하는 여과부; 및
   상기 여과부의 역세척 모터 측의 역세척 유출구와 상기 미생물 반응부의 하수 유입구의 사이를 연결하는 세척액 유출관
   을 포함하고,
   하수를 공급받는 혐기조가 미생물 반응부의 내측 중앙에 배치되고, 상기 무산소조가 상기 혐기조와 원통 형상의 격벽에 의해 구분되어 배출 통로를 통해 연통되어 있으며, 상기 폭기조가 상기 무산소조와 원통 형상의 격벽에 의해 구분되어 배출 통로를 통해 연통되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 하수도의 슬러지 여과 장치.
3. 혐기조와, 무산소조, 폭기조가 상호 원통 형상의 격벽에 의해 겹겹이 분리되도록 형성되어 있되 각각 배출 통로에 의해 연통되도록 설치되어, 미생물과 반응하는 처리수가 와류 생성 모터의 구동에 의해 형성되는 와류의 흐름을 따라 배출되도록 하는 미생물 반응부와;
   상기 미생물 반응부로부터의 처리수를 여과조의 내부로 유입받아 역세척 모터에 의해 역세척을 진행하여 상기 미생물 반응부로 순환시키고, 여과조의 내부에서 에어 주입조를 다층으로 적층하고, 적층된 각 에어 주입조의 사이에 에어 주입관을 매설하여 각 에어 주입조에 에어를 분사하여 슬러지를 여과하는 여과부; 및
   상기 여과부의 역세척 모터 측의 역세척 유출구와 상기 미생물 반응부의 하수 유입구의 사이를 연결하는 세척액 유출관
   을 포함하고,
   상기 각 에어 주입조는, 에어 주입관으로부터 에어를 공급받아 에어를 분사함과 동시에 물을 상승 투과하는 에어 주입판과, 골재로 이루어진 골재층이 상호 교번적으로 다층 형태로 적층되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 하수도의 슬러지 여과 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 에어 주입판은, 상기 에어 주입관에 분기된 각 에어 연결관과 각각 연결되어 있는 다수의 분사 노즐이 해당 에어 주입판의 전체 면적에 걸쳐서 규칙적으로 배열되어 있고, 상기 각 분사 노즐의 배열 부위 사이에 처리수를 여과조의 하부로부터 상부 측으로 상승 투과하는 다수의 투과구가 해당 에어 주입판의 전체 면적에 걸쳐서 규칙적으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 하수도의 슬러지 여과 장치.
5. 제2항 또는 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 여과조 내부에서 모세관 현상을 이용하여 하수 중에 슬러지나 이물질을 제외한 정수만을 흡수하는 모세관식 여과 모듈을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하수도의 슬러지 여과 장치.

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