KR100987130B1 - 유동상 담체 및 유동상 담체와 바이오리액터를 이용한 악취 저감 수처리공법 - Google Patents

유동상 담체 및 유동상 담체와 바이오리액터를 이용한 악취 저감 수처리공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유동상 담체 및 유동상 담체와 바이오리액터를 이용한 악취 저감 수처리공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중공부를 갖는 몸체와, 상기 몸체의 중공부에 구비되어, 상기 중공부를 구획하기 위한 서식부와, 상기 몸체의 외벽면에 형성된 돌기부를 포함하여 이루어져, 폭기조 내에 비표면적이 넓은 유동상 담체를 충진함으로써 토양미생물을 증가시키고, 또한 유동상 담체의 유동성을 활성화시켜 유해성 물질의 흡착 및 분해 제거 효율을 높이며, 아울러 유동상 담체가 폭기조의 일정한 체적 범위 내로 충진됨으로써 폭기조의 크기를 소형화하면서도 종래의 폭기조에 비해 월등한 효율을 달성할 수 있고, 또한 종래의 폭기조에 비하여 슬러지 발생이 감소되므로 운전관리를 보다 효율적으로 수행할 수 있는 유동상 담체 및 유동상 담체와 바이오리액터를 이용한 악취 저감 수처리공법을 제안하고자 한다.

Description

유동상 담체 및 유동상 담체와 바이오리액터를 이용한 악취 저감 수처리공법{CARRIER AND SEWAGE TREATMENT METHOD USING CARRIER AND BIOREACTOR}
본 발명은 폭기조 내에 비표면적이 넓은 유동상 담체를 충진함으로써 토양미생물을 증가시키고, 또한 유동상 담체의 유동성을 활성화시켜 유해성 물질의 흡착 및 분해 제거 효율을 높이며, 아울러 유동상 담체가 폭기조의 일정한 체적 범위 내로 충진됨으로써 폭기조의 크기를 소형화하면서도 종래의 폭기조에 비해 월등한 효율을 달성할 수 있고, 또한 종래의 폭기조에 비하여 슬러지 발생이 감소되므로 운전관리를 보다 효율적으로 수행할 수 있는 유동상 담체 및 유동상 담체와 바이오리액터를 이용한 악취 저감 수처리공법에 관한 것이다.
일반적으로 미생물을 이용하는 생물학적 폐수처리 방법은 2차 오염의 유발을 최소화하기 위하여 화학적인 약품을 배제시켜 인체에 무해한 수질정화를 달성하는 장점을 가지고 있으므로 응용분야가 증가하고 있는데, 여기서 미생물을 담지하여 오염수와의 반응을 일으키도록 하는 담체 개발이 기술의 핵심을 이룬다.
이러한 생물학적 폐수처리 방법은 주로 오염수에 사용되고 있지만, 양어장, 수족관 등의 사육수, 수경재배시 수질정화 및 식수의 정화 등에도 광범위하게 사용될 수 있다.
폐수 정화에 사용되는 생물학적 폐수처리 방법은 크게 호기성 폐수처리 방식과 혐기성 폐수처리 방식이 있으며, 호기성 방식과 혐기성 방식 간에는 차이가 있는데, 호기성 공정에서는 미생물이 산소를 요하는 반면에, 혐기성공정에 사는 미생물은 무산소 환경이어야 한다.
호기성 폐수처리는 혐기성 폐수처리에 비해 반응 시간이 짧고 유기 물질의 완전 제거 및 적은 면적을 차지하는 등의 장점을 가지고 있으며 이러한 호기성 폐수처리 방법은 세포합성에 필요한 세포 구성성분과 에너지를 유기물로부터 획득하고 자유 산소를 산화제로 이용하는 호기성 종속계 세균의 물질 대사를 이용하는 방법이다.
호기성 폐수처리 방법으로 널리 사용되는 방법은 활성 슬러지법, 회전원판법, 살수여상법 등의 생물막법이 널리 사용되고 있으며,
통상적으로 널리 사용되고 있는 폐수처리 방법으로서 활성 슬러지법은 처리효율은 높지만 반응조 체적의 대형화, 슬러지 반송 문제, 부하 변동에의 민감, 슬러지의 팽화현상 발생 등의 문제점이 있고,
회전원판법은 반응조의 체류 시간이 짧고 반수 및 슬러지의 반송이 필요치 않으며 시설을 다단으로 할 경우 각 단마다 다른 종류의 생물상을 구성할 수 있으며 살수여상보다 변동이 심한 폐수에도 사용이 가능하고 활성 슬러지법에 비해 동력 소비량이 적으며 조작이 쉽다는 장점을 가지고 있지만 악취가 많이 발생하고 추운 날씨에는 사용이 어렵다는 단점이 있다.
다른 방법으로 살수여상법은 탱크 내에 돌이나 플라스틱으로 이루어진 담체에 폐수를 분사하여 통과시키는 방법으로 건설비 및 시설 유지비가 적게 소요되며,
폭기에 동력이 필요치 않고 담체 내에 많은 양의 미생물이 존재하므로 폐수의 수질이나 수량 변동에 덜 민감하여 슬러지의 반송이 필요치 않고 온도 변화에 대한 영향을 적게 받으며 슬러지 팽화 현상이 없으며 운전이 간편하다는 장점이 있는 반면에,
폐수의 농도가 높거나, pH가 낮은 경우에는 균류가 우세하게 나타나게 되고 이것이 심화되면 생물막이 비대해지고, 생물막의 탈락, 담체 층의 폐쇄현상, 악취 발생 등과 같은 문제점이 발생하게 된다.
또 다른 생물막 시스템의 일종인 바이오로터는 장치의 사전 제작에 기인하여 시스템의 유연성이 낮고, 고장시에 다른 시스템에의 변용이 곤란하다는 단점이 있으며, 세류 필터는 반응조의 크기가 대형화, 공급되는 산소가 바이오프로세스에 사용되고 유기물 부하에 상응하는 양으로 조절이 곤란하다는 단점이 있다.
상술한 기존의 폐수처리 방식의 단점들을 개선하기 위하여, 통상의 폐수처리에는 미생물 흡착 담체와 같은 생물막 담체를 사용하고 있다.
생물학적 수질정화에 사용되는 생물막 담체는 미생물을 부착 증식시켜 폐수 중의 유기성 오염물질을 분해시키는 접촉 산화공법 등에 사용되는 것으로, 활성 슬러지 공법 등 다른 공법과 비교하여 슬러지 발생량이 적고, 슬러지 반송을 생략할 수 있으며, 부지 소요면적이 작고, 부하변동에 탄력적으로 대응할 수 있는 여러 가지 장점이 있어 이용이 증가하고 있다.
생물막 담체는 고정상과 유동상으로 구분되며, 고정상 생물막 담체는 시설비 소요가 크고, 설치에 장시간이 소요되며, 담체가 폭기장치의 보수작업에 장애가 될 수 있고, 추가 증설이 어려운 문제점이 있다.
반면에 생물막 유동상 담체는 반응조 내에 생물막 담체를 투입하는 것으로 설치가 완료되므로 설치가 용이하고, 필요에 따라 추가 투입 또는 제거가 용이하므로 충진량을 임의로 조절할 수 있는 등 여러 가지 장점이 있어 사용이 증가되는 추세이다.
생물막 유동상 담체가 일반적으로 구비하여야 할 필요조건은 1) 화학적 및 생물학적으로 안정하고 장기간 사용에도 견딜 수 있을 것, 2) 반응조 안에서 가라앉거나 반응조 안의 수면으로 떠오르지 않도록 밀도는 1.0에 가깝고 기계적 강도 등 내구성이 충분히 있을 것, 3) 비표면적(比表面積)이 클 것, 4) 표면상태가 적당한 조도(組度)를 가지며 미생물의 부착성, 증식성 및 고착성에 적합할 것, 5) 가공하기 쉽고 염가로 안정 공급될수 있을 것 등이다.
그러나 종래의 생물막 유동상 담체는 거의 동일한 밀도 및 크기로 직접 제조하고 폐수처리의 폭기조에 적용한 결과 운전 시에 담체의 내부가 막히는 현상이 발생하지는 않았으나 상대적으로 처리 효율 및 유동성이 상당히 떨어지는 것으로 밝혀졌다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
폭기조 내에 비표면적이 넓은 유동상 담체를 충진함으로써 토양미생물을 증가시키고, 또한 유동상 담체의 유동성을 활성화시켜 유해성 물질의 흡착 및 분해 제거 효율을 높이며,
아울러 유동상 담체가 폭기조의 일정한 체적 범위 내로 충진됨으로써 폭기조의 크기를 소형화하면서도 종래의 폭기조에 비해 월등한 효율을 달성할 수 있고,
또한 종래의 폭기조에 비하여 슬러지 발생이 감소되므로 운전관리를 보다 효율적으로 수행할 수 있는 유동상 담체 및 유동상 담체와 바이오리액터를 이용한 악취 저감 수처리공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 유동상 담체는 중공부를 갖는 몸체; 상기 몸체의 중공부에 구비되고, 상기 중공부를 구획(區劃)하기 위한 서식부; 및 상기 몸체의 외벽면에 형성된 돌기부;를 포함하여 이루어진다.
그리고 본 발명에 따른 상기 몸체와 연결되고, 상기 서식부를 회전시키기 위한 회동수단이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
아울러 본 발명에 따른 상기 회동수단은 상기 몸체의 전단부 및 후단부에 결합되는 고정부재와, 상기 고정부재와 연결되고, 중심부에 핀홀이 형성된 지지부재와, 상기 지지부재의 각 핀홀에 끼워지는 지지핀을 포함하여 이루어지고,
상기 서식부의 중심부에는 상기 지지핀의 삽입을 위한 삽입공이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
더 나아가 본 발명에 따른 상기 돌기부는 상기 몸체의 외벽면를 감싸는 스크루 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명에 따른 유동상 담체와 바이오리액터를 이용한 악취 저감 수처리공법은 분뇨 또는 오폐수에서 협잡물 제거 후 1차 저류시키고, 고액분리기에 의하여 고형물을 제거하여 2차 저류시키는 전처리단계; 상기 전처리단계를 거친 처리수에 포함된 유기물, 질소 및 인을 토양미생물이 서식하는 유동상 담체에 의하여 흡착 및 분해 제거하고, 분리막모듈에 의하여 부유물질을 제거하는 고도처리단계; 상기 고도처리단계를 거친 처리수에 포함된 잔여 유기물을 광촉매 산화 작용에 의하여 제거하는 후처리단계; 및 상기 후처리단계를 거친 처리수를 하천으로 단독 방류하거나 또는 하수와 연계하여 배출하는 방류단계;를 포함하여 이루어지되,
상기 고도처리단계에는 폭기조가 구비되어 상기 유동상 담체가 부유하게 되고,
상기 유동상 담체는 중공부를 갖는 몸체와, 상기 몸체의 중공부에 구비되고, 상기 중공부를 구획(區劃)하기 위한 토양미생물 서식부와, 상기 몸체의 외벽면에 형성된 돌기부를 포함하여 이루어지며,
상기 폭기조에는 바이오리액터가 구비되어 토양미생물을 배양 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유동상 담체 및 유동상 담체와 바이오리액터를 이용한 악취 저감 수처리공법은 폭기조 내에 비표면적이 넓은 유동상 담체를 충진함으로써 토양미생물을 증가시키고, 또한 유동상 담체의 유동성을 활성화시켜 유해성 물질의 흡착 및 분해 제거 효율을 높이며,
아울러 유동상 담체가 폭기조의 일정한 체적 범위 내로 충진됨으로써 폭기조의 크기를 소형화하면서도 종래의 폭기조에 비해 월등한 효율을 달성할 수 있고,
또한 종래의 폭기조에 비하여 슬러지 발생이 감소되므로 운전관리를 보다 효율적으로 수행할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 유동상 담체를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 유동상 담체의 회동수단을 나타내는 사시도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 회동수단의 또 다른 변형례를 나타내는 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 돌기부의 또 다른 변형례를 나타내는 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 유동상 담체의 분리형 서식부를 나타내는 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 유동상 담체와 바이오리액터를 이용한 악취 저감 수처리공법의 각 단계를 나타내는 흐름도,
도 8은 본 발명에 따른 유동상 담체와 바이오리액터를 이용한 악취 저감 수처리공법의 각 단계별 공정을 나타내는 개념도,
도 9 내지 도 16은 본 발명에 따른 파이프 조인트 유닛을 나타내는 사시도 및 단면도.
본 발명에 따른 유동상 담체 및 유동상 담체와 바이오리액터를 이용한 악취 저감 수처리공법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
우선 본 명세서에서는 유동상 담체에 대하여 먼저 기술하고, 다음으로 유동상 담체와 바이오리액터를 이용한 악취 저감 수처리공법을 후술하기로 한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 유동상 담체는
중공부(511)를 갖는 몸체(510); 상기 몸체(510)의 중공부(511)에 구비되고, 상기 중공부(511)를 구획(區劃)하기 위한 토양미생물 서식부(520); 및 상기 몸체(510)의 외벽면에 형성된 돌기부(530);를 포함하여 이루어진다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 유동상 담체에서, 상기 몸체(510)는
중공부(511)를 갖고, 전단부와 후단부가 개방된 원통형 형태로 이루어진다.
본 발명에 따른 유동상 담체(500)는 처리수에서 부유하고, 유동하면서 유해성물질을 흡착 및 분해 가능하도록 하기 위해 비중이 물의 비중 1 이하이어야 하며,
따라서 유동상 담체(500)는 비중이 0.92 ~ 0.97인 폴리에틸렌과 같은 소재로 제조하여 처리수에서 부유 및 유동이 원활히 유지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 유동상 담체에서, 상기 서식부(520)는
상기 몸체(510)의 중공부(511)에 구비되어, 상기 중공부(511)를 구획하여 토영미생물과의 접촉면적을 넓혀 토양미생물의 서식공간을 극대화시키게 된다.
즉 상기 서식부(520)는 미생물, 특히 토양미생물의 서식공간을 극대화시키기 위해 판 형상의 서식판(521)이 다수 구비되고, 상기 각 서식판(521)이 상호 교차하는 형태로 연결되며,
상기 서식부(520)의 각 서식판(521)은 후술할 회둥수단이 구비되지 않은 경우에는 상기 몸체(510)의 내벽면에 고정되어 상기 중공부(511)를 구획하게 된다.
그리고 첨부된 도 1 내지 도 5에서는 두 개의 서식판(521)이 상호 교차하는 형태로 구비되어 있지만,
이와 달리 서식판(521)의 개수를 늘려 토양미생물의 서식공간을 확장하는 것 또한 가능하다.
한편 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 유동상 담체(500)에서는 서식부(520)의 회전을 위해 상기 몸체(510)에 연결되는 회동수단(540)이 구비되는데,
상기 회동수단(540)은 상기 몸체(510)의 전단부 및 후단부에 결합되는 고정부재(541)와, 상기 고정부재(541)와 연결되고, 중심부 핀홈(543a)이 형성된 지지부재(543)와, 상기 지지부재(543)의 각 핀홈(543a)에 끼워지는 지지핀(545)을 포함하여 이루어진다.
그리고 상기 서식부(520)의 각 서식판(521)이 교차하는 중심부에는 상기 지지핀(545)의 삽입을 위한 삽입공(523)이 형성되어 지지핀(545)이 끼워진다.
즉 상기 고정부재(541)는 환형으로 이루어져 상기 몸체(510)의 전단부 및 후단부에 결합되고,
상기 지지부재(543)는 상기 고정부재(541)의 지름방향에 위치하도록 배열되며, 상기 지지부재(543)의 중심부에는 상기 지지핀(545)을 끼울 수 있는 핀홈(543a)이 형성된다.
따라서 상기 고정부재(541) 중 어느 하나에 위치하는 핀홈(543a)에 지지핀(545)을 끼우고,
상기 서식부(520)의 삽입공(523)에 상기 지지핀(545)을 끼운 상태에서 상기 몸체(510)의 전단부 및 후단부에 각 고정부재(541)를 결합시키게 되면 지지핀(545)이 끼워지지 않은 또 다른 핀홈(543a)에 지지핀(545)이 끼워져 고정됨으로써
상기 서식부(520)는 상기 지지핀(545)을 회전축으로 하여 회전이 가능하게 된다.
또한 도 3에는 본 발명에 따른 회동수단(540)의 또 다른 변형례로서
상기 지지핀 대신에 상기 서식부(520)의 전단부 및 후단부 중심부, 즉 상기 삽입공이 형성되는 위치에 지지돌기(525)가 형성되어
상기 지지돌기(525)가 상기 핀홈(543a)에 삽입되어 상기 서식부(520)가 회전하는 것을 지지하도록 하는 것 또한 가능하다.
아울러 도 4에는 본 발명에 따른 회동수단(540)의 또 다른 변형례로서 상기 회동수단(540)의 고정부재(541)를 대체하는 형태로
상기 고정부재(541) 대신에 상기 지지부재(543)를 상기 몸체(510)의 전단부 및 하단부에 직접 연결된 형태로 이루어지고,
각 지지부재(543)의 핀홈(543a)에 상기 서식부(520)의 삽입공(523)에 끼워진 지지핀(545)의 양단부를 삽입하여 서식판(521)의 회전을 지지하도록 하는 것이 가능하고,
또한 도 3에 도시된 바와 같이 지지핀 대신에 서식부에 지지돌기를 형성하여 핀홈에 삽입되는 형태로 구현하는 것 또한 가능하다.
그리고 이때 상기 서식부(520)의 각 서식판(521)은 선풍기의 날개와 같이 나선형 내지 곡선 형태로 이루어져 있어 회전이 원활하게 이루어질 수 있도록 하고,
따라서 본 발명에 따른 회동수단(540)이 상기 서식부(520)의 회전을 유도하여 유동상 담체(500)의 유동성을 확보하여 유동상 담체(500)의 광범위한 유동을 통하여 유해성 물질의 처리 효율을 높일 수 있게 된다.
즉 본 발명에 따른 유동상 담체(500)는 후술할 돌기부(530)에 의하여 인접한 유동상 담체(500)의 돌기부(530)들 끼리 상호 맞물려 있는 경우 하나의 군체를 형성하게 되는데,
이 경우 유동상 담체(500)는 상호 인접한 유동상 담체(500)에 의하여 구속될 수 있고,
이때 유동상 담체(500)의 유동성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있게 되므로,
따라서 본 발명에는 회동수단(540)을 도입하여 유동상 담체(500)가 군체를 형성하여 상호 구속하는 경우에도 서식부(520)가 회동수단(500)에 의하여 회전하면서 일정한 추진력으로 군체를 형성하는 유동상 담체(500)의 유동성을 확보할 수 있게 된다.
더 나아가 도 6에는 본 발명에 따른 서식부(520)가 몸체(510)에서 분리될 수 있도록 구성되는데,
이를 위해 상기 몸체(510)의 내벽면에는 암 또는 수결합부가 복수로 구비되고,
상기 서식부(530)의 각 서식판(531) 단부에는 상기 각 결합부에 대응하는 수 또는 암결합부가 구비된다.
이 경우 첨부된 도 6에서는 상기 몸체(510)에는 암결합부(또는 수결합부)(513)가 돌출된 형태로 구비되어 있으며, 상기 서식부(520)에는 상기 몸체(510)의 암결합부(513)에 대응하는 수결합부(또는 암결합부)(521a)가 구비되고,
상기 각 결합부(513)(521a)의 형상은 각각 쇄기 형태로 이루어져 상기 서식부(520)의 수결합부(521a)가 상기 몸체(510)의 암결합부(513)를 타고 미끄러지면서 결합 분리가 가능하게 한다.
또한 상기 서식부(520)의 각 서식판(521)에는 다수 통공(521b)이 형성되어 있는데,
상기 통공(521b)은 본 발명에 따른 유동상 담체(500)가 폭기조 내에서 처리수의 통수나, 또는 공급되는 공기의 통기를 가능하게 하여
상기 유동상 담체(500)의 통수성 또는 통기성을 보장할 수 있게 된다.
그리고 도 6에서는 상기 서식부(520)의 형상을 일자 형태(도 6의 (A) 참조) 또는 십자 형태(도 6의 (B) 참조)를 각각 도시하고 있으며,
이는 상기 서식부(520)에 다수의 통공(521b)을 형성하는 경우 가공 편의성을 고려한 변형례들로 이 경우 서식부(520)가 일자 형태로 이루어진 것이 십자 형태로 이루어진 것에 비하여 통공(521b)을 가공하는 것이 쉽고 용이하다.
또한 첨부된 도면에는 도시되지 않았지만 상기 몸체의 내벽면과 상기 서식부의 각 서식판에는 다수의 돌기 또는 요철을 형성하여 접촉면적을 확장하여
토양미생물의 서식을 극대화하여 유해성 물질의 흡착 및 분해 효율을 높일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 유동상 담체에서, 상기 돌기부(530)는
상기 몸체(510)의 외벽면에 연결되어, 상호 인접한 유동상 담체(500)간의 충격완화와, 유동상 담체(500)간의 결속이 용이해지도록 함으로써 유동상 담체(500)의 유동을 보다 활성화시키는 역할을 하게 된다.
즉 본 발명에 따른 돌기부(530)는 상기 몸체(510)의 원주방향을 따라 다수의 돌기(531)가 길이방향으로 형성되어 있어
상호 인접한 각 유동상 담체(500)의 돌기(531)들 사이에 인접한 유동상 담체(500)의 돌기(531)들이 상호 맞물리는 형태로 결합된다.
더 나아가 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 돌기부(530)는 스크루 형태로 상기 몸체(510)의 외벽면을 나선형으로 감싸면서 이어지고,
이는 상기 돌기부(530)에 의하여 유동상 담체(500)의 나선운동, 즉 유동상 담체(500)의 중심축을 따라서 회전하면서 축 방향으로 나아 갈수 있도록 함으로써 유동상 담체(500)의 유동성을 보다 확장하는 역할을 하게 된다.
즉 상기 돌기부(530)는 유동상 담체(500)의 유동 시 상호간의 충돌에 의한 파손을 방지하기 위한 완충 역할 이외에도
상기 돌기부(530)가 스크루 형태로 형성하여 유동상 담체(500)의 나선운동을 유도함으로써 유동성을 보다 효과적으로 증대시킬 수 있게 된다.
이하에서는 상기한 바와 같은 호기성 및/또는 혐기성 토양미생물이 서식하는 유동상 담체를 이용하여 처리수에 존재하는 유해성 물질을 흡착 및 분해 제거하기 위한 수처리공법에 관하여 설명하기로 한다.
다만 이하에서는 상기 유동상 담체를 구성하는 각 구성요소는 동일한 명칭, 참조부호 및 기능을 갖게 되므로
본 발명에 따른 기술적 사상을 보다 명확하게 하기 위해 중복 기재를 피하기로 한다.
그리고 또 본 발명에 따른 각 공정별 단계는 각 처리조와 처리조는 공급관(SP)에 의하여 연결되고, 공급관(SP)에는 공급펌프(P)가 구비되어 일정한 압력으로 처리수를 공급하게 되며, 이하에서는 이에 대한 설명을 생략하기로 한다.
한편 도 1, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 유동상 담체와 바이오리액터를 이용한 악취 저감 수처리공법은
분뇨 또는 오폐수에서 협잡물 제거 후 1차 저류시키고, 고액분리기(140)에 의하여 고형물을 제거하여 2차 저류시키는 전처리단계(S100); 상기 전처리단계(S100)를 거친 처리수에 포함된 유기물, 질소 및 인을 토양미생물이 서식하는 유동상 담체(500)에 의하여 흡착 및 분해 제거하고, 분리막모듈(280)에 의하여 부유물질을 제거하는 고도처리단계(S200); 상기 고도처리단계(S200)를 거친 처리수에 포함된 잔여 유기물을 광촉매 산화 작용에 의하여 제거하는 후처리단계(S300); 및 상기 후처리단계(S300)를 거친 처리수를 하천으로 단독 방류하거나 또는 하수와 연계하여 배출하는 방류단계(S400);를 포함하여 이루어지되,
상기 고도처리단계(S200)에는 폭기조(225)가 구비되어 상기 유동상 담체(500)가 부유하고,
상기 유동상 담체(500)는 중공부(511)를 갖는 몸체(510)와, 상기 몸체(510)의 중공부(511)에 구비되고, 상기 중공부(511)를 구획(區劃)하기 위한 토양미생물 서식부(520)와, 상기 몸체(510)의 외벽면에 형성된 돌기부(530)를 포함하여 이루어지며,
상기 폭기조(225)에는 바이오리액터(229)가 구비되어 토양미생물을 배양 공급하는 것을 특징으로 한다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같인 본 발명에 따른 유동상 담체와 바이오리액터를 이용한 악취 저감 수처리공법에서, 상기 전처리단계(S100)는
가축분뇨 및 사람의 분뇨(인분뇨), 또는 오폐수 등이 협잡물 종합 처리기(130)를 통하여 초기 처리된 후, 제1 저류조(110)로 유입되어 1차 저류시키고, 상기 제1 저류조(110)에 의하여 처리된 1차 처리수는 고액분리기(140)를 거쳐, 제2 저류조(120)로 이송되는 과정이다.
그리고 본 명세서 말미에서 설명하게 될 액비화단계(S150)는 상기 전처리단계(100)에서 협잡물 종합 처리기(130)에 의하여 가축분뇨 및 분뇨, 또는 오폐수 등에서 협잡물이 제거된 후 곧바로 액비설비로 이송되어 호기성 토양미생물에 의하여 액비화된다.
상기 제1 저류조(110)에 의하여 처리된 1차 처리수 중의 협잡물(挾雜物)과 침사물질 등의 고형물을 고액분리기(140)에 의한 고속 회전을 통하여 원심 분리함으로써 고형물의 농도 및 중량을 저감시키고, 아울러 고형질에 포함되어 있는 유기물에 의한 부패를 방지하여 악취를 제거하게 된다.
그리고 상기 고액분리기(140)에 의하여 원심 분리된 처리수는 제2 저류조(120)에 공급하여 저류시킨 후, 2차 처리수는 고도처리단계(S200)의 생물학적 반응단계(S210)에 의한 유기물 분해를 위하여 폭기조(225)로 공급된다.
아울러 상기 제1 저류조(110)와 제2 저류조(120) 저부에는 교반용 블로워(145)와 연결된 에어 분출관(147)을 통하여 공기가 분출됨으로써 각 저류조(110)(120)에 유입된 처리수를 교반함으로써 처리수에 포함되어 있는 협잡물이나 침사물질 등의 고형물이 각 저류조(110)(120) 저면에 침착(沈着)되는 것을 방지하게 된다.
이 과정을 통하여 가축분뇨 및 분뇨 등에 포함된 난분해성 COD 및 BOD, 부유물질(SS : Suspended Solid), 질산 및 인산 제거율을 살펴보면 다음과 같다.
1. 협잡물 종합 처리기를 거친 유출수 : COD 제거율 6.6%, BOD 제거율 6.6%, 부유물질(SS) 제거율 22.2%, 질소 제거율 1.4%, 인 제거율 1.4%
2. 고액분리기(140)를 거친 유출수 : 난분해성 COD 제거율 22%, 난분해성 BOD 제거율 22%, 부유물질(SS) 제거율 72%, 질소 제거율 17%, 인 제거율 34%
즉 상기 전처리단계(S100)를 거치는 과정에서 부유물질 및/또는 고형물의 농도 및 중량이 상당한 부분 저감됨을 알 수 있다.
도 1, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 유동상 담체와 바이오리액터를 이용한 악취 저감 수처리공법에서, 상기 고도처리단계(S200)는
상기 전처리단계(S100)를 거친 처리수가 유입되는 폭기조(225)와, 상기 폭기조(225)를 거치면서 상기 전처리단계(S100)를 거친 처리수 중에 포함되어 있는 유기물, 질소 및 인을 혐기성 및 호기성 토양미생물에 의하여 분해하기 위한 생물학적 반응수단(200)을 포함하는 생물학적 반응단계(S210)와,
상기 생물학적 반응단계(S210)를 거친 처리수 중에 포함된 부유물질을 분리막모듈(280)에 의하여 제거하기 위한 여과수단(260)을 포함하는 침지식분리막을 이용한 여과단계(S220)로 이루진다.
우선 본 발명에 따른 상기 고도처리단계(S200)에서 상기 생물학적 반응단계(S200)는
인의 방출을 유도하고, 아울러 상기 폭기조(225)에서는 호기성 토양미생물을 우점종(優占種)화하여 호기성 토양미생물과 유기물의 이화작용 및 동화작용을 통하여 분해하는 과정에서 BOD, COD, 질소 및 인을 제거하게 된다.
이 경우 상기 폭기조(225)에는 간헐적으로 산소가 공급되면서 호기성 및/또는 혐기성 토양미생물이 존재하고, 토양미생물이 서식 및 증식을 위한 유동상 담체(500)가 처리수 중에서 부유하고 유동하면서,
처리수 중의 유기물, 질소 및 인 등의 유해성 물질이 유동상 담체(500)에 흡착되어 분해 및 제거된다.
즉 상기 유동상 담체(500)는 상기한 바와 같이 처리수 중에 부유하고, 유동을 활성화시키기 위한 구조로 이루어지고,
또한 토양미생물의 서식 및 증식을 위한 면적을 확장하기 위한 구조로 이루어져 있어 유해성 물질의 제거 효율을 높일 수 있게 된다.
더 나아가 상기 유동상 담체(500)는 상기 폭기조(225) 체적의 30 내지 70%의 범위 내에서 충진되어 종래의 폭기조에 비해 그 크기를 상대적으로 소형화하여도 종래의 폭기조에 비해 월등한 효율을 달성할 수 있고,
또한 종래의 폭기조에 비하여 슬러지 발생이 감소되므로 운전관리를 보다 효율적으로 수행할 수 있게 된다.
그리고 상기 폭기조(225)는 가축분뇨 및 분뇨, 또는 오폐수 유입량 및 처리량, 토양미생물의 분해 속도 차이와, 처리기간 장단 등을 고려하여 그 개수나 처리 규모가 정하여지며,
본 명세서상에서는 상기 폭기조(225)는 다수로 편성되어 있으며,
그리고 상기 폭기조(225)는 격벽에 의하여 구획된 분리조로 구성된다.
더 나아가 상기 생물학적 반응단계(S210)에서 상기 폭기조(225)에는 수중형 바이오리액터(229)가 내장되고,
상기 바이오리액터(229)에는 펠릿형상의 충진제와 부정형의 스톤이 구비되어 토양미생물을 배양하고 공급하게 된다.
따라서 상기 바이오리액터(229)에서 배양된 토양미생물이 처리수 및 상기 유동상 담체(500)에 공급되어 유해성 물질의 제거 효율을 높일 수 있게 된다.
그리고 첨부된 도면에는 첨부되지 않았지만 상기 폭기조에는 지상형 바이오리액터가 외부에 구비되어 처리수나 유동상 담체에 토양미생물을 배양 공급하는 형태로 구비되는 것도 가능하다.
한편 상기 폭기조(225)에는 토양미생물을 배양하여 공급하기 위한 지상형 또는 수중형 리액터(240)(250)가 폭기조(225) 외부에 구비되는데,
상기 지상형 또는 수중형 리액터(240)(250)는 토양미생물 배양조(230)에 내장되어 있고,
상기 지상형 및 수중형 리액터(240)(250)에는 펠릿형상의 충진제와 부정형의 스톤이 구비되어 토양미생물 배양하게 된다.
그리고 상기 배양조(230)와, 상기 지상형 또는 수중형 리액터(240)(250)이 구비되는 경우에는 상기 폭기조(225) 내에는 바이오리액터(229)가 구비되지 않을 수 있으며,
이는 상기 배양조(230)와, 상기 지상형 또는 수중형 리액터(240)(250)에서 배양된 토양미생물이 상기 폭기조(225)로 공급되기 때문이다.
즉 첨부된 도 8에는 상기 폭기조(225)와 배양조(230)이 모두 도시되어 있으나,
상기 폭기조(225)에 바이오리액터(225)가 구비된 경우에는 상기 배양조(230)에서 각 리액터(240)(250)에 배양된 토양미생물은 공급되지 않도록 공급펌프를 작동시키지 않거나,
반대로 폭기조(225)에 바이오리액터가 구비되지 않은 경우에는 상기 배양조의 각 리액터에서 배양된 토양미생물을 공급하기 위해 공급펌프를 작동시키는 등
다양한 형태로 수처리장치을 운전하는 것이 가능하다.
다음으로 본 발명에 따른 고도처리단계(S200)에서 상기 침지식분리막을 이용한 여과단계(S220)는
상기 생물학적 반응단계(S210)와 대별되는 물리적인 여과 과정으로 상기 폭기조(225)를 거친 처리수에 포함된 부유물질이 침지식분리막(280)에 의한 여과를 통하여 제거되는 과정이다.
즉 상기 침지식분리막을 이용한 여과단계(S220)에는 막분리조(270)가 구비되고, 상기 막분리조(270) 내부에는 상기 침지식분리막(280)이 복수로 구비되어 있으며,
상기 분리막모듈(280)은 평막 또는 중공사여과막 등과 같은 정밀여과 방식이나 또는 기타 여과막을 이용한 분리막으로 여과효율을 극대화하고, 상기 침지식분리막은 처리수가 외측에서 내측으로 유입되면서 여과되는 흡입식으로 이루어진다.
또한 첨부된 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 분리막모듈을 카트리지 형태로 이루어진 것을 사용하여 분리막모듈의 교환이나 교체와, 유지 및 관리가 쉽고 십속하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
아울러 상기 분리막모듈(280)에서 약품세정탱크(미도시)가 별도로 구비되며, 상기 침지식분리막에 고착되어 있거나 부착된 이물질 및 불순물을 분리하고 세정할 수 있도록 하는 것이 바람직하고,
또한 상기 막분리조(270) 저면에 침전되어 있는 슬러지 중 일부는 폭기조(225)로 반송되어 토양미생물 생육에 이용되도록 하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 막분리조(270) 저면에 침전된 슬러지는 슬러지 저류조(295)에 이송되어 탈수 등의 공정을 거쳐 매립되거나 또는 소각 등의 형태로 폐기되거나,
또는 퇴비화하여 재활용함으로써 자원 재활용도를 높일 수 있도록 하는 것도 바람직하다.
또한 상기 생물학전 반응수단(210)에서 상기 폭기조(225)에 에어를 공급하기 위한 폭기조용 에어 블로워(227)가 구비되고,
아울러 상기 여과수단(260)에서 상기 막분리조(270)으로 에어를 공급하기 위한 막분리조용 블로워(290)가 구비되어 각 조로 공기를 공급하게 된다.
이상의 상기 고도처리단계(S200)의 생물학적 반응단계(S210) 및 침지식분리막을 이용한 여과단계(S220)를 통하여 가축분뇨 및 분뇨, 또는 오폐수 등에 포함된 난분해성 COD 91.5%, 난분행성 BOD 98.3%, 부유물질(SS : Suspended Solid) 99.9%, 질소 84.3% 및 인 66.8% 제거율을 보이며,
이는 상기 생물학적 반응단계(S210)와 침지식분리막을 이용한 여과단계(S220)를 거치면서 대부분의 난분해성 COD 및 BOD, 부유물질, 질산 및 인산이 제거되는 것을 의미한다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 유동상 담체와 바이오리액터를 이용한 악취 저감 수처리공법에서, 상기 후처리단계(S300)는
상기 고도처리단계(S200)를 거친 처리수에 포함된 잔여 유기물을 UV 램프(311)에 의하여 산화 처리하고, 처리수에서 색도유발물질을 제거하여 방류수 수질기준 이하의 처리수를 방류하기 위한 전단계 과정이다.
상기 후처리단계(S300)는 산화처리조(310)가 상기 침지식분리막을 이용한 여과단계(S220)의 막분리조(270) 내에 구비되거나 또는 분리된 형태로 설치되는 것이 가능하며,
본 명세서상에서는 첨부된 도 2에서는 상기 산화처리조(310)와 막분리조(270)가 분리된 형태로 구비되어 있다.
이는 단순히 물리적으로 산화처리조(310)와 막분리조(270)가 분리된 형태를 나타내는 것이고, 이들의 단순한 설계 변경을 통하여 산화처리조(310)가 막분리조(270) 내에 설치하는 것이 가능하며,
이하에서는 상기 산화처리조(310)와 막분리조(270)가 상호 분리된 형태이거나 또는 내장되는 형태이거나 그 구별 없이 기술하기로 한다.
본 발명의 후처리단계(S300)에서 고급산화처리수단(OM)은 상기 고도처리단계(S200)에서 상기 침지식분리막을 이용한 여과단계(S220) 거친 처리수를 수용하는 처리수조(330)와, 상기 처리수조(330) 후방에는 배열된 산화처리조(310)와, 상기 산화처리조(310) 후방에 배열된 나노여과기(320)가 순차적으로 배열되고,
상기 산화처리조(310) 내의 광촉매인 이산화티타늄(TiO2)을 이용한 광촉매 반응을 이용하고, 더 나아가 약품세정탱크(미도시), 가압펌프(미도시) 및 현장제어반(미도시) 등을 포함하여 이루어진다.
즉 상기 나노여과기(320)는 상기 산화처리조(310)에서 광촉매 반응에 의하여 산화처리된 처리수 중에서 잔여 미세 부유물질과, 유기물, 질소 및 인을 제거하고, 또한 높은 투과성 및 투과효율을 갖고, 내압성이 우수하여 고압에서도 운전이 가능하다.
상기 약품세정탱크(미도시)는 상기 나노여과기(320)의 일부 여액을 저장하여 나노여과기(320)를 세정하고, 나노여과기(320) 작동 중에 부유물질로 인하여 막이 막혀 여과기 내의 압력이 상승하는 경우 세정액을 공급하여 여과기의 막힘과 손상을 방지하며,
상기 가압펌프(미도시)는 상기 막분리조(270)에서 처리된 처리수를 상기 나노여과기(320)로 가압 공급하는 역할을 하게 된다.
그리고 상기 현장제어반(미도시)은 상기 산화처리조(310) 외부에 설치되어 처리수압을 조절하거나 또는 자동운전 및 수동스위치에 의한 조작 운전 등을 제어할 수 있는 제어패널의 역할을 하게 된다.
무엇보다도 본 발명의 고급산화처리수단(OM)은 MAOP(Membrane & Advanced Oxidation Process)로 수산기(Hydroxyl Radical)를 중간 생성물질로 하여 수중 오염물질인 유기물을 산화처리하기 위한 것이다.
즉 파장이 약 200 ~ 300nm 정도인 자외선을 이산화티타늄(TiO2) 촉매에 조사하여 이산화티타늄(TiO2) 표면에 OH를 생성시켜 유기물을 제거하는 방법으로
이산화티타늄(TiO2)은 고유한 Band Gap Energy 즉, 약 3.2eV이상의 에너지와 400nm이하의 파장보다 더 큰 에너지를 받게 되면 이산화티타늄(TiO2) Valence Band(원자가 전자대)에 있는 전자가 Conduction Band(전도대)로 전리되고, Valence Band에는 전자기 비어 있는 정공(Positive Hole)을 남기게 된다.
그리고 이렇게 생긴 전자(e-)가 이산화티타늄(TiO2) 입자의 표면으로 이동하면서 이산화티타늄(TiO2) 입자 표면에 있는 물이나 OH- 등과 H+와 반응하여 OH 라디컬을 형성하게 되고,
H+ 이온을 생생하여 직접 유기물과 반응하여 유기물을 산화 처리하고, 색도유발물질을 제거하게 된다.
이상의 상기 고급산화처리수단(OM)에 의한 상기 후처리부(S300)를 통하여 가축분뇨 및 분뇨, 또는 오폐수 등에 포함된 난분해성 COD 77.2%, 난분행성 BOD 67.8%, 부유물질(SS : Suspended Solid) 58.4%, 질소 69.8% 및 인 90.9% 제거율을 보이며,
이는 상기 나노여과기(320)에 의하여 대부분의 미세 부유물질과, 유기물에 포함된 질소 및 인이 제거되고, 고급산화처리수단(OM)에 의하여 대부분의 유기물은 산화되고, 색도유발물질이 제거되어 방류수 수질기준 이하의 처리수를 생성하게 된다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 유동상 담체와 바이오리액터를 이용한 악취 저감 수처리공법에서, 상기 방류단계(S400)는
상기 후처리단계(S300)에서 고급산화처리수단(OM)에 의하여 산화 처리 및 색도유발물질이 제거된 방류수 수질기준 이하의 처리수가 직접 배출되는 단독방류이거나 또는 연계수조(410)를 거쳐 방류되는 과정이다.
더 나아가 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상기 액비화단계(S150)는
상기 전처리단계(S100)에서 협잡물 종합 처리기(130)에 의하여 가축분뇨 및 분뇨, 또는 오폐수 등에서 협잡물을 제거한 후, 액비설비(180)를 통하여 액비를 생성하기 위한 과정이며,
이는 가축분뇨 및 분뇨, 또는 오폐수 중 일부는 정수 처리하여 방류하고, 일부는 상기 액비화단계(S150)를 통하여 비료로 사용함으로써 자원 재활용도를 높여 경제성 및 효율성을 제고할 수 있게 된다.
즉 상기 액비화단계(S150)에서 상기 액비설비(180)는 폭기조(160)와 자산화조(170)로 이루어지며,
상기 폭기조(160)와 자산화조(170)에서는 호기성 토양미생물의 분해과정을 통하여 고형물, 유기물 및 병원성균을 안정적으로 제거하고, 악취 유발 물질을 제거하여 악취를 저감시킨 액비를 생성하게 된다.
이 경우 상기한 바와 같이 상기 폭기조(160)과 자산화조(170) 내의 호기성 토양미생물에 의하여 액비를 생성하는 것은
혐기성 토양미생물에 의한 액비화 과정에서는 액비를 농축하기 위한 과정이 필요하며, 이 과정에서 액비를 농축하기 위한 농축설비가 요구됨으로 경제적인 측면에서 부담이 되는 것을 방지하기 위함이다.
그리고 상기 액비설비(180)는 각 유입 조건에 따라 농축율을 조절하여 비료공정 규격을 만족시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편 본 발명에 따른 수처리공법에서 각 공정별 단계는 각 처리조와 처리조를 연결하는 공급관(SP)의 경우
공급관과 공급관을 연결하는 부위에 구조가 단순한 파이프 조인트 유닛을 도입하여 생산원가를 낮추고, 구성요소들의 결합 즉, 파이프의 연결이 신속하고 간편하게 이루어질 수 있도록 하며,
아울러 두 파이프의 접촉부위에 방수패킹를 도입하여 가압 밀착되도록 함으로써 흐르는 유체의 온도에 따라 파이프의 수축이나 팽창에도 불구하고 방수성을 유지할 수 있게 된다.
따라서 이하에서는 파이프 조인트 유닛의 구성과, 이들의 각 기능별 특징으로 보다 상세하게 설명하기로 하며,
그리고 도 7의 각 공급관(SP)은 이하에서 파이프(1)라 명하기로 한다.
도 9 내지 도 16에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 조인트 유닛은 지지체(10), 브라켓(20), 조임수단(30), 그리고 방수패킹(40)을 포함하여 이루어진다.
상기 지지체(10)는 파이프(1)의 단부 유로홀(3)에 삽입되고, 삽입된 파이프(1) 단부의 확장부에 대한 지지력을 보강하고,
상기 지지체(10)는 두 파이프(1)의 연결시 파이프(1) 외부에서 가해지는 가압력에 대항하여 변형이 발생되지 않도록 금속재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고 상기 지지체(10)의 중앙에는 파이프(1)의 유로홀(3)과 연통되는 통공(11)이 관통 형성되어 있고, 외면에는 양측에 삽입 연결되는 두 파이프(1)의 직경을 확장시키기 위해 중앙에서 양측으로 가면서 외경이 점차 작아지는 경사부(13)가 형성되어 있다.
또 상기 지지체(10)는 도 10 및 도 12에서 보는 바와 같이 양측에 경사부(13)가 일체로 구비되어 있는 하나로 이루어질 수 있고,
도 11 및 도 13, 또는 도 15 및 도 16서 보는 바와 같이 대칭된 형상을 하고 있으며 내측이 서로 접촉되어 양측에 경사부(13)가 각각 구비되도록 하는 두 분체(10a, 10b)로 이루어질 수도 있다.
이 경우 상기 지지체(10)가 하나로 이루어지면 지지체의 보관, 이송, 두 파이프의 연결 작업 등이 편리할 수 있지만,
상기 지지체(10)와 파이프(1)의 재질 특성 차이로 접촉면인 지지체의 외면과 파이프의 내면이 긴밀히 밀착되기 어려워 이들의 접촉면 틈새로 누수가 발생할 수 있다.
따라서 이들 접촉면 틈새로의 누수를 방지하기 위해 방수패킹이 필요한데, 지지체(10)를 파이프(1)에 삽입 시에 방수패킹을 이들 사이에 개재시키기가 곤란하므로
상기 지지체(10)를 두 분체(10a, 10b)로 구성하면 서로 연결되는 두 분체(10a, 10b)의 접촉면과 두 파이프(1)의 접촉면에 방수패킹을 구비할 수 있으므로 누수를 방지할 수 있어 바람직할 수 있다.
그리고 상기 지지체(10)를 구성하는 두 분체(10a, 10b)의 전면(즉, 서로 접촉되는 내면)에는 방수패킹(40)의 수용돌기(41)가 수용되는 수용홈(15)이 형성되어 있다.
아울러 상기 파이프, 특히 합성수지 파이프(1)는 가소성을 가지므로, 파이프(1)의 단부에 적절한 수단으로 열(뜨거운 물 이용 가능)과 압력(지지체와 유사한 확관장치를 수동 또는 자동(모터 연결 등)으로 선회시키면서 서시히 투입하는 방식 이용 가능)을 서서히 가하면서 확관시키면 되고,
필요에 따라서는 현장에서 파이프 단부에 열을 가하면서 지지체(10)를 파이프(1) 단부 유로홀(3)에 밀어 넣음으로써 파이프(1)의 단부 직경을 확장시키면서 지지체(10)와 파이프(1)를 결합시킨다.
상기 브라켓(20)은 상기 파이프(1)에 삽입되어 상기 지지체(10)의 경사부(13), 즉, 파이프(1)의 확장부(5)에 배치된다.
그리고 상기 조임수단(30)은 양측의 파이프(1)에 삽입된 두 브라켓(20)을 연결하고 조여 두 파이프(1)가 가압 밀착되도록 하고,
상기 조임수단(30)으로는 헤드와 나사산을 갖는 조임핀(31)과 너트(32)가 사용될 수 있다.
또한 상기 브라켓(20)에는 상기 파이프(1)이 삽입되는 삽입공(21)과, 상기 조임핀(31)이 삽입되는 핀홀(23)이 형성되어 있으며,
그리고 상기 삽입공(21)의 테두리에는 파이프(1)의 확장부(5) 경사각에 대응하는 경사각을 갖고, 접촉면적을 늘려 브라켓(20)이 파이프(1) 외면에서 원활하게 접촉 이동하게 하며,
상기 브라켓(20)이 파이프(1)을 접촉 가압하는 힘을 분산시켜 파이프(1)에 가해지는 부하를 경감시키는 접촉면확장부(25)가 구비되어 있다.
상기 핀홀(23)은 라운드진 장홀 형태로 이루어져, 양측의 두 브라켓(20)을 정밀하게 정렬시키지 아니하여도 조임핀(31)이 체결 가능하도록 하는 것이 바람직하고,
헤드와 너트(32)에 각각 와셔(33)를 개재하여 장홀에 따른 조임핀(31)의 이동을 방지하면서 결속력을 높이는 것이 바람직하다.
도 9 내지 도 13과 같이 양측의 브라켓(20)을 조임핀(31)으로 직접 연결하여 조이는 경우, 조임핀(31)이 두 브라켓(20)을 잡아당기는 방향과 브라켓(20)이 파이프(1) 외면을 타고 상승하는 방향이 일치하지 않고,
그에 따라 조임핀(31)으로 조여지는 두 브라켓(20)의 안정성과 결합력이 약해질 수 있고, 브라켓(20)이 파이프(1) 외면을 가하는 부하가 특정 부위에 집중되어 파이프(1)의 손상을 발생시킬 수 있다.
따라서 조임핀(31)이 브라켓(20)을 잡아당기는 방향과 브라켓(20)이 파이프(1) 외면을 타고 전진하는 방향을 일치시킬 필요가 있고, 이러한 필요에 의해 본 발명은 도13 내지 도 15에서 보는 바와 같이 조임수단(30)으로 지지구(35)를 구비하였다.
또한 상기 지지구(35)는 두 파이프(1)의 연결부위에 결합되고 상부를 향하여 양측으로 날개부(36)가 돌출 형성되어 있고, 상기 돌출부(43)에는 조임핀(31)이 삽입되어 결합되는 핀공(37)이 형성되어 있다.
이때 상기 날개부(36)는 파이프(1)의 확장부(5) 경사면에 수직된 방향으로 돌출되고, 상기 핀공(37)은 브라켓(20)의 핀홀(23)과 같이 장공 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
더 나아가 양측의 두 브라켓(20)과 지지구(35)의 두 날개부(36)를 조임핀(31)으로 연결함에 있어
조임핀(31)이 서로 간섭을 하지 아니하도록 조임핀(31)의 헤드는 날개부(36)에 위치하고 너트(32)는 브라켓(20)에 위치하며, 양측의 두 조임핀(31)은 서로 엇갈려 체결되는 것이 바람직할 수 있다.
그리고 날개부(36)의 핀공(37)에 조임핀(31)을 삽입시에 반대쪽의 날개부(36)에 의한 방해를 받지 않도록 날개부(36)에 핀공(37)과 연결되는 절개부(38)를 형성하는 것이 바람직할 수 있다.
아울러 상기 지지구(35)는 볼트(b)로 조여져 직경의 조절이 가능하고, 하부에는 양측 파이프(1)의 외면에 접촉되고 볼트(b)에 의해 직경이 작아짐에 따라 파이프(1) 외면을 가압하는 가압부(39)가 양측으로 돌출 형성되어 있다.
또 상기 방수패킹(40)은 서로 연결되는 두 파이프(1)와 두 분체(10a, 10b)의 접촉면에 개재되고 가압되어 이들의 접촉틈새를 밀봉하여 파이프(1)을 흐르는 유체가 누수되지 않도록 한다.
아울러 상기 방수패킹(40)의 양면 중앙에는 상기 지지체(10)의 수용홈(15)에 삽입 수용되는 수용돌기(41)가 형성되어 있고, 양면 테두리에는 돌출부(43)가 돌출 형성되어 있고,
양면에는 환형으로 다수의 환형돌기(45)가 돌출 형성되어 있다.
또한 상기 수용돌기(41)는 방수패킹(40)의 정렬위치를 가이드하고, 상기 돌출부(43)는 상기 지지구(35)의 가압부(39)에 의해 파이프(1) 외면에 가압되어 유체의 누수를 2차적으로 다시 한 번 차단하고, 양면의 상기 환형돌기(45)는 방수패킹(40)의 방수성을 높인다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 유동상 담체 및 유동상 담체와 바이오리액터를 이용한 악취 저감 수처리공법을 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 지지체 11 : 통공
13 : 경사부 15 : 수용홈
20 : 브라켓 221 : 삽입공
23 : 핀홀 25 : 접촉면확장부
30 : 조임수단 31 : 조임핀
35 : 지지구 36 : 날개부
38 : 절개부 39 : 가압부
40 : 방수패킹 41 : 수용돌기
43 : 돌출부 45 : 환형돌기
100 : 전처리부
110 : 제1 저류조 120 : 제2 저류조
130 : 협잡물 종합 처리기 140 : 고액분리기
145 : 교반용 블로워 147 : 에어 분출관
150 : 액비화수단
160 : 폭기조 170 : 자산화조
180 : 액비설비
200 : 고도처리부
210 : 생물학적 반응수단
225 : 폭기조 227 : 폭기조용 에어 블로워
229 : 바이오리액터
230 : 토양미생물 배양조 240 : 지상형 리액터
250 : 수중형 리액터
260 : 여과수단
270 : 막분리조 280 : 침지식분리막(분리막모듈)
290 : 막분리조용 블로워 295 : 슬러지 저류조
300 : 후처리부
310 : 산화처리조 320 : 나노여과기
330 : 처리수조
400 : 방류부 410 : 연계수조
OM : 고급산화처리수단 SP : 공급관
P : 공급펌프
S100 : 전처리단계 S150 : 액비화단계
S200 : 고도처리단계 S210 : 생물학적 반응단계
S220 : 분리막을 이용한 여과단계 S300 : 후처리단계
S400 : 방류단계
500 : 유동상 담체 510 : 몸체
511 : 중공부 513 : 암결합부
520 : 서식부 521 : 서식판
521a : 수결합부 521b : 통공
523 : 삽입공 525 : 지지돌기
530 : 돌기부 531 : 돌기
540 : 회동수단 541 : 고정부재
543 : 지지부재 543a : 핀홈
545 : 지지핀

Claims (5)

  1. 중공부를 갖는 몸체;
    상기 몸체의 중공부에 구비되고, 상기 중공부를 구획(區劃)하기 위한 토양미생물 서식부; 및
    상기 몸체의 외벽면에 형성된 돌기부;를 포함하여 이루어지고,
    상기 몸체와 연결되고, 상기 서식부를 회전시키기 위한 회동수단이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 유동상 담체.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 회동수단은
    상기 몸체의 전단부 및 후단부에 결합되는 고정부재와,
    상기 고정부재와 연결되고, 중심부에 핀홀이 형성된 지지부재와,
    상기 지지부재의 각 핀홀에 끼워지는 지지핀을 포함하여 이루어지고,
    상기 서식부의 중심부에는 상기 지지핀의 삽입을 위한 삽입공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유동상 담체.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 돌기부는 상기 몸체의 외벽면를 감싸는 스크루 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 유동상 담체.
  5. 분뇨 또는 오폐수에서 협잡물 제거 후 1차 저류시키고, 고액분리기에 의하여 고형물을 제거하여 2차 저류시키는 전처리단계;
    상기 전처리단계를 거친 처리수에 포함된 유기물, 질소 및 인을 토양미생물이 서식하는 유동상 담체에 의하여 흡착 및 분해 제거하고, 분리막모듈에 의하여 부유물질을 제거하는 고도처리단계;
    상기 고도처리단계를 거친 처리수에 포함된 잔여 유기물을 광촉매 산화 작용에 의하여 제거하는 후처리단계; 및
    상기 후처리단계를 거친 처리수를 하천으로 단독 방류하거나 또는 하수와 연계하여 배출하는 방류단계;를 포함하여 이루어지되,
    상기 고도처리단계에는 폭기조가 구비되어 상기 유동상 담체가 부유하게 되고,
    상기 유동상 담체는 중공부를 갖는 몸체와,
    상기 몸체의 중공부에 구비되고, 상기 중공부를 구획(區劃)하기 위한 토양미생물 서식부와,
    상기 몸체의 외벽면에 형성된 돌기부를 포함하여 이루어지며,
    상기 몸체와 연결되고, 상기 서식부를 회전시키기 위한 회동수단이 더 구비되고,
    상기 폭기조에는 바이오리액터가 구비되어 토양미생물을 배양 공급하는 것을 특징으로 하는 유동상 담체와 바이오리액터를 이용한 악취 저감 수처리공법.
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