KR100966093B1 - 에코침전조를 이용한 폐수처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐수처리시설 및 폐수처리방법에 관한 것으로서, 계절에 관계없이 폐수처리가 안정적으로 이루어질 수 있고, 폐수에 포함된 중금속과 미세플록이 고효율로 제거될 수 있으며, 폐수처리시설의 유지관리가 용이하고, 특히 폐광지역에서 발생하는 중금속함유폐수(산성광산배수)를 환경 친화적인 방법에 따라 저비용, 고효율로 처리할 수 있는, 에코침전조를 구비한 폐수처리시설과 이를 이용한 폐수처리방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 에코침전조를 구비한 폐수처리시설은, 중화조와 반응조와 에코침전조가 이 순서로 배치되어 있는 폐수처리시설로서, 상기 에코침전조는 침전조의 상부 측에 설치되는 고액분리용 경사판과, 침전조의 하부 측에 설치되는 슬러지 수집용 스크레이퍼와, 침전조 안으로 유입된 폐수 속의 중금속과 플록이 수면 밑으로 노출된 중금속흡착식물의 뿌리에 의해 흡착제거될 수 있도록 경사판 위쪽에 배치된 중금속흡착식물 재배용 식생판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

중금속함유폐수, 산성광산배수, 에코침전조, 온실, 중금속흡착식물, 식생판, 중금속 제거, 미세플록 제거, 전산화조, 약품 감소, 유지관리비 절감

Description

에코침전조를 이용한 폐수처리방법{Method clearing wastewater by eco-friendly clarifier}

본 발명은 폐수처리시설 및 폐수처리방법에 관한 것으로서, 계절에 관계없이 폐수처리가 안정적으로 이루어질 수 있고, 폐수에 포함된 중금속과 미세플록이 고효율로 제거될 수 있으며, 폐수처리시설의 유지관리가 용이하고, 특히 폐광지역에서 발생하는 중금속함유폐수, 즉, 산성광산배수(ＡＭＤ: acid mine drainage)를 환경 친화적인 방법에 따라 저비용, 고효율로 처리할 수 있는, 에코침전조를 구비한 폐수처리시설과 이를 이용한 폐수처리방법에 관한 것이다.

중금속함유폐수를 처리하는 방법 중 하나로서, 가성소다나 소석회와 같은 알칼리물질을 폐수 안에 투입하여 중금속을 제거하는 방법이 공지되어 있다. 이 방법에 의하면, 알칼리물질에서 유래한 수산이온(ＯＨ^-)이 폐수 속의 중금속이온과 결합하여, 물에 가라앉는 금속수산화 침전물을 형성하게 된다.

또한, 중금속의 농도가 낮을 경우에는 생물학적인 처리방법이 사용되기도 하며, 킬레이트 형성기를 가진 화합물로 중금속을 제거하는 방법도 있다.

중금속함유폐수 중에서 하천 오염에 가장 큰 영향을 미치는 것은 산성광산배수(광산배수 또는 광산폐수)라고 할 수 있는데, 산성광산배수는 ｐＨ 2∼ｐＨ 6의 산성폐수로서, 황화물, Ｆｅ, Ａｌ, Ｍｎ 등의 중금속이 포함되어 있다. 이들 중금속 중, 전체 중금속 함량의 80% 이상을 차지하는 Ｆｅ가 하천 오염의 주범이다.

현재로서는, 1) 인공소택지와 같은 자연형 처리시설을 이용하여 중금속 등의 오염물질을 침전, 여과, 흡착하거나, 미생물로 분해하거나, 식생 식물로 정화하는 자연 처리방법에 의해 산성광산배수를 처리하거나, 2) 장치형 처리시설에서 응집제를 사용하여 오염물질을 응집한 후, 응집된 고형물질을 침전시설에서 침전시켜 분리하는 물리화학적 처리방법에 의해 산성광산배수를 처리하고 있다.

이들 처리방법 중 인공소택지에 의한 자연 처리방법은, 계절에 따라 일조량, 강수량, 기온(수온) 등이 심하게 변하는 우리나라의 경우, 산성광산배수의 폐수처리 효율이 계절별로 크게 변동하는 문제점이 있다. 또한, 인공소택지를 조성하는데 넓은 부지가 필요하다는 단점이 있다.

한편, 도 5에 도시된 것처럼, 중화조(10), 반응조(20), 침전조(30)로 구성되는 장치형 처리시설에서의 물리화학적 처리방법은, 산성광산배수 중에 포함되어 있는 Ｆｅ^{+ 2}이온을 Ｆｅ(ＯＨ)₃형태로 침전시키기 위해, NaＯＨ, Ca(ＯＨ)₂, 폴리머와 같은 중화제를 중화조(10) 내에 다량 투입하므로 폐수처리 비용이 증가하는 단점이 있다. 게다가, Ｆｅ^{+ 2}이온과 중화제의 반응속도는 느리기 때문에, Ｆｅ^{+ 2}이온이 Ｆ ｅ(ＯＨ)₃형태로 변하여 침전하기까지, 긴 시간이 소요되는 단점이 있다.

본 발명은, 종래 구성의 폐수처리장치 또는 폐수처리방법이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 계절에 관계없이 폐수처리가 안정적으로 이루어질 수 있고, 폐수에 함유된 중금속과 미세플록이 높은 효율로 제거될 수 있으며, 폐수처리시설의 유지관리가 용이하고, 특히, 광산지역에서 발생하는 산성광산배수를 환경 친화적인 방법에 따라 저비용, 고효율로 처리할 수 있는, 새로운 형태의 폐수처리시설과 폐수처리방법을 제공하는데 목적이 있다.

상술한 기술적 과제가 달성될 수 있는, 본 발명에 따른 에코침전조를 구비한 폐수처리시설은, 중금속함유폐수로부터 중금속과 플록을 제거하기 위해, 중화조와 반응조와 에코침전조가 이 순서로 배치되는 폐수처리시설로서, 주요 구성요소인 에코침전조는, 침전조의 상부 측에 설치되는 고액분리용 경사판과, 침전조의 하부 측에 설치되는 슬러지 수집용 스크레이퍼와, 침전조 안으로 유입된 폐수 속의 중금속과 플록이 수면 밑으로 노출된 뿌리에 의해 제거될 수 있도록 상기 경사판의 위쪽에 배치되어 있는 중금속흡착식물을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 에코침전조는 온실 내에 설치되는 것이 바람직하며, 폭기관을 구비한 전산화조가 상기 중화조 앞에 설치되는 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 중화조와 반응조는, 중화제와 금속이온 사이의 반응을 촉진하는 산소공급용 폭기관과 교반기가 각각 설치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 중금속흡착식물은 뿌리 가 바깥으로 뻗어나갈 수 있도록 바닥에 많은 구멍이 뚫려 있는 식생판에서 재배될 수 있으며, 이 식생판이 물 위에 떠 있을 수 있도록 상기 식생판에는 부표(float)가 더 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 폐수처리방법은, 전산화조와 중화조와 반응조와 에코침전조가 이 순서로 배치되어 있는 폐수처리시설에서의 폐수처리방법으로서, 전산화조로 유입된 중금속함유폐수 속의 Ｆｅ^{+ 2}이온이 Ｆｅ^{+ 3}이온으로 산화되도록, 전산화조 내에 설치된 폭기관을 통해, 중금속함유폐수 속에 산소를 공급하는 전산화단계(pre-oxidation step)와; 중화조로 유입된 중금속함유폐수 속에 중화제를 투입함과 아울러, 중화조 내에 설치된 폭기관을 통해 산소를 공급하면서, 중화조 내에 현수(懸垂)된 교반기를 구동하여, 중화제가 중금속함유폐수 속에 분산되도록 하는 교반단계(agitating step)와; 반응조로 유입된 중금속함유폐수 속의 Ｆｅ^{+ 2}이온과 Ｆｅ^{+ 3}이온이 중금속함유폐수 속에 분산되어 있는 중화제와 반응하여 난용성의 Ｆｅ(ＯＨ)₃가 생성되도록, 반응조 내에 설치된 폭기관을 통해 산소를 공급하면서, 반응조 내에 현수된 교반기를 구동하여 반응을 촉진하는 반응단계(reaction step)와; 에코침전조로 유입된 중금속함유폐수 속의 Ｆｅ(ＯＨ)₃과 플록이 중력작용에 의해 중금속함유폐수로부터 1차 분리되고, 1차 분리가 되지 않은 Ｆｅ(ＯＨ)₃과 플록은 에코침전조의 상부 측에 설치된 고액분리용 경사판에서 2차 분리되며, 2차 분리에서도 제거되지 않은 미세플록과 Ｆｅ(ＯＨ)₃은 경사판 위쪽에 배치된 중금속흡착식물의 뿌 리에 의해 3차 분리되는 침전흡착제거단계로 이루어진 것을 특징으로 한다. 여기서, 에코침전조 안으로 흘러드는 중금속함유폐수가 에코침전조의 하부 측에 쌓여있는 슬러지층을 통과하도록 하면, 슬러지층의 필터작용에 의해, 중금속함유폐수에 함유되어 있는 중금속과 플록이 얼마간 제거될 수 있으므로 더 바람직하다.

본 발명의 에코침전조를 구비한 폐수처리시설 및 폐수처리방법에 따르면, 부레옥잠, 꽃창포, 꽃상추와 같은 키 작은 중금속흡착식물은 식생판에서 재배되고, 식생판으로 커버하기 어려운 에코침전조의 나머지 구역에는 갈대와 같은 키 큰 중금속흡착식물이 재배됨으로써, 이들 중금속흡착식물의 뿌리를 통해, 폐수 속의 중금속과 미세플록이 높은 효율로 흡착제거될 수 있다.

또한, 에코침전조의 수면이 이들 중금속흡착식물로 뒤덮이므로, 에코침전조와 그 주변의 경관이 좋아진다. 다시 말해, 산성광산배수의 처리에 있어서, 일부의 침전조는 붉은 물색이 그대로 노출되었지만, 본 발명의 에코침전조는 다양한 종류의 중금속흡착식물들로 수면이 가려지므로 눈으로 보았을 때 친환경적인 폐수처리시설이 될 수 있는 것이다.

또한, 에코침전조의 수면을 덮고 있는 중금속흡착식물과 식생판은 언제든지 제거/교체할 수 있으므로, 폐수처리시설의 유지관리가 용이하다.

또한, 에코침전조를 에워싸는 형태로 축조한 온실은, 대기온도가 뚝 떨어지는 겨울철에도, 중금속흡착식물의 광합성작용과 호흡작용, 그리고 인위적인 에너지공급에 의해, 온실 내부의 온도가 실온(약 20℃)이상으로 유지될 수 있으므로 에코 침전조에서 재배되는 중금속흡착식물의 동사나 폐사가 방지될 수 있다. 게다가, 이 온실은 환기시설과 온도조절장치를 더 포함할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 4 계절 언제나 폐수처리가 안정적으로 이루어질 수 있다.

또한, 고액분리효과를 향상시키는 경사판이 에코침전조의 상부에 설치되어 있으므로, 종래보다 침전조의 부지면적을 줄일 수 있으며, 폐수에 포함된 미세플록과 중금속의 제거효율을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 에코침전조를 구비한 폐수처리시설 및 폐수처리방법에 따르면, 중금속함유폐수가 중화조 안으로 유입되기 전, 폐수 속의 Ｆｅ^{+ 2}이온이 Ｆｅ^{+ 3}이온으로 산화되도록 하는 전산화조 안으로 유입되므로, 에코침전조에서의 중금속 제거효율이 더 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 에코침전조를 구비한 폐수처리시설 및 폐수처리방법에 따르면, 반응조 내에 설치된 폭기관(aeration tube)을 통해, 중금속함유폐수 속에 산소가 공급되므로, 반응조 내에서 행해지는 중화제와 Ｆｅ^{+ 3}이온 간 반응속도를 높일 수 있다. 게다가, 중화반응의 결과물인 침전물들이 뭉쳐져 그 크기가 커지게 되므로, 에코침전조에서의 중금속 제거효율이 더 향상될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 에코침전조를 구비한 폐수처리시설과 이를 이용한 폐수처리방법의 특징 및 이점은, 첨부도면에 의거한 다음과 같은 상세한 설명에 의해 더욱 명백해질 것이다. 여기서, 발명의 내용과 특허청구범위에 기재된 용어는, 본 발명의 기술사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 그러므로 본 발명의 보호범위가 후술하는 실시예로 국한되는 것은 아니다.

먼저, 첨부도면과 관련하여, 도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형(圓形) 에코침전조를 측면에서 본 개략 구성도를 나타낸 것이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 경사판과 스크레이퍼는 생략한 채 상기 에코침전조를 위에서 내려다 본 개략 구성도를 나타낸 것이다. 또한, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중금속흡착식물 재배용 식생판의 개략 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 에코침전조를 구비한 폐수처리시설의 개략 구성도이며, 도 4는 도 3에 나타낸 폐수처리시설에서의 중금속함유폐수의 처리공정도이다.

도 1a와 도 1b에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 원형(圓形) 에코침전조(400)는, 침전조의 내측 상부에 고액분리용 경사판(410)이 설치되어 있고, 침전조의 내측 하부에 슬러지 수집용 스크레이퍼(420)가 설치되어 있으며, 경사판(410) 위로 중금속흡착식물이나 중금속흡착식물 재배용 식생판(430)이 설치되어 있다.

경사판과 스크레이퍼(또는 레이크아암)가 구비된 원형 침전조의 구성 및 작용은, 예컨대, 특허공개번호 2006-114709(침전조), 등록특허번호 772121(원형 침전지), 등록특허번호 382810(개선된 구조의 침전조), 등록특허번호 463575(역세기능이 구비된 슬러지수집기와 여과수단이 설치된 침전지) 등을 통해, 이 분야에서는 공지되어 있다. 또한, 경사판에 관한 구성 및 작용도 등록실용신안번호 184627(원형 침전조의 수처리용 경사틀) 등을 통해 공지되어 있다.

여기서, 본 실시예의 경우에는 에코침전조용으로 원형 침전조를 사용하고 있 으나, 원형이 아닌 다른 형태의 침전조, 예컨대, 등록실용신안번호 355219(경사판을 이용한 고속 침전지)에 개시된 것과 같은 장방형 침전조를 사용해도 무방하다.

다시 도면으로 돌아가서, 본 실시예에 따른 원형 에코침전조(400)의 상방에는, 작업자의 이동통로가 되는 워크웨이(450)가 방사상으로 설치되어 있다. 따라서 작업자는 이 워크웨이(450)를 통해, 경사판(410)의 유지보수와 식생판(430)의 수거 및 교체를 행할 수 있다.

상기 식생판(430)은 장방형의 상자형태로서, 부레옥잠, 꽃창포, 꽃상추와 같은 키 작은 중금속흡착식물의 뿌리가 수면 아래로 드리워질 수 있도록, 바닥면에는 복수의 구멍이 뚫려 있다. 이 구멍은, 중금속흡착식물의 뿌리가 뻗어나가는 통로로서의 역할뿐 아니라, 뿌리끼리 엉키는 것을 방지하는 역할도 수행한다.

또한, 상기 식생판(430)은 도 2에 도시된 것처럼, 양 측변에 부표(440)가 설치된 구성일 수도 있다. 이러한 구성에 따르면, 경사판(410)이 설치되어 있지 않아, 별도의 지지수단이 없으면 식생판(430)이 가라앉는 구역에도, 부표(440)에 의해, 식생판(430)이 떠 있을 수 있게 된다.

또한, 에코침전조의 바닥이나 내벽 등에 별도의 지지대를 설치하는 경우, 식생판(430)에서 재배하기 어려운 갈대와 같은 키 큰 중금속흡착식물도 키우는 것이 가능해진다.

도 3은, 상술한 구성의 원형 에코침전조가 적용된 폐수처리시설을 나타낸 것으로서, 전산화조(100), 중화조(200), 반응조(300), 에코침전조(400)가 이 순서대로 배치되어 있으며, 에코침전조의 둘레로는 온실(500)이 축조되어 있다.

또한, 중금속함유폐수가 전산화조(100)로부터 중화조(200), 중화조(200)로부터 반응조(300), 반응조(300)로부터 에코침전조(400)로 흘러나가도록 배관에 의해 서로 연결되어 있고, 중화조(200)와 에코침전조(400)는 슬러지 반송라인(600)에 의해서도 연결되어 있다.

또한, 전산화조(100)의 내부 바닥에는 산소공급용 폭기관(110)이 설치되어 있으며, 중화조(200)와 반응조(300)의 내부바닥에도 폭기관(210)(310)이 각각 설치되어 있다.

또한, 상기 중화조(200)에는 중화제 투입라인(230)과, 모터(Ｍ)에 의해 구동되는 교반기(220)가 더 설치되어 있고, 상기 반응조(300)에도 교반기(320)가 더 설치되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 에코침전조를 구비한 폐수처리시설에서는, 예컨대, 도 4에 도시된 폐수처리 단계를 거쳐 중금속함유폐수를 처리하는데, 이하에서는 중금속함유폐수가 산성광산배수인 경우를 상정하여 설명한다.

먼저, 전산화조(100)에서는, 산성광산배수에 함유된 Ｆｅ^{+ 2}이온이 Ｆｅ^{+ 3}이온으로 산화되도록, 전산화조(100)의 바닥 근처에 설치된 폭기관(110)을 통해 산소를 공급하는 전산화처리가 행해지는데, 이러한 전산화처리에 의해, 에코침전조(400)에서의 중금속 침전효율이 향상된다(전산화단계(pre-oxidation step)).

주지하다시피, 산성광산배수는 광산 개발로 인하여 노출된 암석의 황철석이 아래의 반응경로를 따라 산화됨으로써 나타나는 현상이다.

[반응경로]

제1반응: 4ＦｅＳ₂(s)+14Ｏ₂(g)+4Ｈ₂Ｏ(l)→4Ｆｅ²⁺(aq)+8ＳＯ₄ ^2-(aq)+8Ｈ⁺(aq)

제2반응: 4Ｆｅ²⁺(aq)+Ｏ₂(g)+4Ｈ⁺(aq)→4Ｆｅ³⁺(aq)+2Ｈ₂Ｏ(l)

제3반응:4Ｆｅ³⁺(aq)+12Ｈ₂Ｏ(l)→4Ｆｅ(ＯＨ)₃(s)+12Ｈ⁺(aq)

위의 세 가지 반응을 종합해 보면 다음과 같다.

4ＦｅＳ₂(s)+15Ｏ₂(g)+14Ｈ₂Ｏ(l)→4Ｆｅ(ＯＨ)₃(s)+8ＳＯ₄ ^2-(aq)+16Ｈ⁺(aq)

그런데 황철석의 산화에 의해 발생하는 난용성 수산화물인 Ｆｅ(ＯＨ)₃가 자연수계로 그대로 유출되는 경우에, 이 수산화물이 하천을 적갈색이나 노란색으로 물들여 수(水)환경에 영향을 미치게 된다. 따라서, 가행광산이나 폐광산에서 발생하는 산성광산배수를 처리하기 위해, 중화제나 응집제 등을 산성광산배수에 첨가하여 중금속을 응집시킨 후 침전조에서 침전시켜, 상등수는 방류하고, 슬러지는 탈수처리하는 것이 그동안의 일반적인 처리방법이었다.

한편, 폐광산에서 발생하는 산성광산배수에는 Ｆｅ²⁺이온이 적게는 5㎎/ℓ에서 많게는 178.0㎎/ℓ까지 함유되어 있는 것으로 알려져 있는데, Ｆｅ²⁺이온을 Ｆｅ³⁺이온으로 산화시키지 않은 상태에서 중화제를 투입하는 경우에, 반응조 내에서 수산화물이 충분히 생성되지도 않을 뿐 아니라, 침전조 내에서도 수산화물이 충분히 침전되지 않고 그대로 인근 수계로 방류되어 버릴 수 있다.

이에, 본 실시예에서는 산성광산배수가 중화조(200) 안으로 유입되기 전, 산소공급용 폭기관이 설치되어 있는 전산화조(100) 안으로 유입되도록 하여, 산성광산배수에 함유된 Ｆｅ²⁺이온이 Ｆｅ³⁺이온으로 산화되도록 함으로써, 반응조(300) 내에서 수산화물이 충분히 생성될 수 있도록 함은 물론, 에코침전조(400)에서의 침전효율도 향상되도록 하였다.

다음으로, 배관을 통해, 전산화조(100)에서 중화조(200) 안으로 유입된 중금속함유폐수에는, 수산화나트륨(ＮａＯＨ)이나 폴리머 또는 수산화칼슘(Ｃａ(ＯＨ)₂) 등의 중화제가 중화제 투입라인(230)을 통해 투입된다. 중화제의 투입을 전후로 하여, 중화조(200) 내에 설치된 폭기관(210)을 통해 산성광산폐수 내에 산소가 공급되면서, 상기 중화조(200) 내에 현수되어 있는 교반기(200)가 모터(Ｍ)에 의해 구동되어, 중화제가 균일하게 분산된다(교반단계(agitating step)).

다음으로, 배관을 통해, 중화조(200)에서 반응조(300) 안으로 유입된 중금속함유폐수 속의 Ｆｅ^{+ 2}이온과 Ｆｅ^{+ 3}이온이 중화제와 반응하여 난용성의 Ｆｅ(ＯＨ)₃가 충분히 생성될 수 있도록, 반응조(300) 내에 설치된 폭기관(310)을 통해 산소가 공급되면서, 반응조(300) 내에 현수된 교반기(320)가 구동되어 화학반응이 촉진된다(반응단계(reaction step)). 여기서, 상기 교반기(320)에 의한 교반과 상기 폭기관(310)에 의한 산소 공급은, 산성광산배수의 수질에 따라, 둘 다 행해질 수도 있 고, 둘 중 하나만 행해질 수도 있다. 한편, 교반기와 폭기관이 둘 다 설치됨에 따라, 둘 중 어느 하나가 고장 난 경우에도 반응조(300) 내에서의 화학반응은 중단 없이 진행될 수 있으며, 중금속 농도가 낮을 경우, 교반기나 폭기관 중 하나를 정지시킨 상태로 운전할 수도 있다. 따라서, 폐수처리시설의 운영효율이 향상된다.

다음으로, 반응조(300)로부터 에코침전조(400) 안으로 유입된 중금속함유폐수 속의 Ｆｅ(ＯＨ)₃과 플록은, 중력작용에 의해, 중금속함유폐수로부터 1차 분리되어, 에코침전조(400)의 바닥에 침전된다. 중력에 의한 1차 분리에서 침전되지 못한 Ｆｅ(ＯＨ)₃과 플록은, 수면 쪽으로 부상하다가, 에코침전조(400)의 내측 상부에 설치된 고액분리용 경사판(410)에 걸려 2차 분리된다. 한편, 경사판(410)에 의한 2차 분리에서도 제거되지 않고 수면으로 떠오른 미세플록과 Ｆｅ(ＯＨ)₃은, 경사판(410) 위쪽에 배치된 식생판(430)에서 바닥 아래로 뻗어나온 중금속흡착식물의 뿌리에 흡착되어 3차 분리되는데, 이러한 3차 분리는 종래의 폐수처리시설에서는 전혀 볼 수 없었던 작용이다(침전흡착제거단계).

본 실시예에 따른 에코침전조를 구비한 폐수처리시설과 폐수처리방법에 의하면, 산성광산배수 속의 Ｆｅ^{+ 2}이온을 Ｆｅ^{+ 3}이온으로 산화시키는 전산화조의 산화작용에 의해, 에코침전조에서의 침전효율이 향상된다. 따라서, 동일 수질의 산성광산배수를 처리함에 있어, 종래 폐수처리시설에서 사용하던 양보다 훨씬 적은 양의 중화제를 사용해도 된다. 그 결과, 폐수처리시설의 유지관리비가 절감된다.

또한, 전산화조, 중화조, 반응조에 설치된 폭기관을 통해 산소가 공급됨으로 써, 반응조 내에서의 수산화물의 생성이 촉진되어 폐수처리시간이 단축 가능하다.

또한, 에코침전조의 수면에 배치된 식생판에서 뻗어 나온 중금속흡착식물의 뿌리가 미세플록과 미소 크기의 수산화물을 흡착하므로, 에코침전조로부터 방류되는 처리수의 수질이 더 좋아지는 이점이 있다. 게다가, 이 식생판은 꽃창포나 꽃상추로 채워져 있어, 눈으로 보기에도 좋은 이점이 있다.

또한, 본 실시예의 에코침전조는 종래 구성의 원형 침전조나 장방형 침전조보다 침전효율이 높기 때문에, 부지면적을 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 실시예에 따른 에코침전조는 그 주위로 온실이 축조되어 있어, 기온변화로 인해 중금속흡착식물이 폐사하는 경우가 생기지 않으므로, 계절에 관계없이 항상 안정적인 폐수처리가 가능하다는 이점이 있다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형(圓形) 에코침전조를 측면에서 본 개략 구성도.

도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 에코침전조를 위에서 내려다 본 도면으로서, 워크웨이의 설치상태를 쉽게 확인할 수 있도록 경사판과 스크레이퍼는 생략하여 나타낸 개략 구성도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중금속흡착식물 재배용 식생판의 개략 구성도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에코침전조를 구비한 폐수처리시설의 개략 구성도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에코침전조를 구비한 폐수처리시설에서의 중금속함유폐수의 처리공정도.

도 5는 종래의 물리화학적 처리시설에서의 중금속함유폐수의 처리공정도.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10...중화조

20...반응조

30...침전조

100...전산화조

110...폭기관

200...중화조

210...폭기관

220...교반기

230...중화제 투입라인

300...반응조

310...폭기관

320...교반기

400...에코침전조

410...경사판

420...스크레이퍼

430...식생판

440...부표

450...워크웨이

500...온실

600...슬러지 반송라인

Ｍ...모터

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6. 전산화조, 중화조, 반응조, 에코침전조가 이 순서로 배치되어 있는 폐수처리시설에서의 에코침전조를 이용한 폐수처리방법으로서,

   상기 전산화조로 유입된 중금속함유폐수 속의 Ｆｅ⁺²이온이 Ｆｅ⁺³이온으로 산화되도록, 상기 전산화조 내에 설치된 폭기관을 통해, 상기 중금속함유폐수 속에 산소를 공급하는 전산화단계(pre-oxidation step)와;

   상기 중화조로 유입된 중금속함유폐수 속에 중화제를 투입함과 아울러, 상기 중화조 내에 설치된 폭기관을 통해 산소를 공급하면서, 상기 중화조 내에 현수(懸垂)된 교반기를 구동하여, 중화제가 중금속함유폐수 속에 분산되도록 하는 교반단계(agitating step)와;

   상기 반응조로 유입된 중금속함유폐수 속의 Ｆｅ⁺²이온과 Ｆｅ⁺³이온이 상기 중금속함유폐수 속에 분산되어 있는 중화제와 반응하여 난용성의 Ｆｅ(ＯＨ)₃가 생성되도록, 상기 반응조 내에 설치된 폭기관을 통해 산소를 공급하면서, 반응조 내에 현수된 교반기를 구동하여 반응을 촉진하는 반응단계(reaction step)와;

   상기 에코침전조로 유입된 중금속함유폐수 속의 Ｆｅ(ＯＨ)₃과 플록이 중력작용에 의해 중금속함유폐수로부터 1차 분리되고, 1차 분리가 되지 않은 Ｆｅ(ＯＨ)₃과 플록은 에코침전조의 상부 측에 설치된 고액분리용 경사판에서 2차 분리되며, 2차 분리에서도 제거되지 않은 미세플록과 Ｆｅ(ＯＨ)₃은 경사판 위쪽에 배치된 중금속흡착식물의 뿌리에 의해 3차 분리되는 침전흡착제거단계;

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 에코침전조를 이용한 폐수처리방법.

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