KR101054494B1 - 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템 및 그 운용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템 및 그 운용방법에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위해 고농도의 돈분, 음식물쓰레기, 오·폐수, 축산폐수의 물질을 고체와 액체로 분리하는 고액분리기(100); 상기 고액분리기의 일측에 연결되며, 돈분, 음식물쓰레기, 오·폐수, 축산폐수의 물질을 고속으로 회전시켜 탈수 및 염분을 제거하는 진공탈수기(110); 상기 진공탈수기의 일측에 연결되며, 구동모터의 구동에 의해 고속으로 회전하는 교반기가 진공탈수된 물질과 응집제를 고형물로 뭉쳐지도록 도와주는 반응조(125); 상기 반응조의 하단에 연결되며, 슬러지는 가라앉혀 하단 구멍을 통해 배출시키고 액상물질은 떠오르게 하는 침전조(120); 상기 침전조의 일측에 연결되며, 액상물질에 잔존하는 슬러지를 상부로 부유시키는 부상조(130); 상기 부상조의 일측에 연결되며, 마이크로버블발생기를 이용하여 액상 물질을 미크론에서 나노까지 미세화시키고 이렇게 미세화된 기포를 수압에 의해 파괴되도록 한 COD저감부(140); 및 상기 COD저감부의 일측에 연결되며, 그물망에 미생물을 투입함에 따라 고산소 용해 가능으로 활성슬러지 및 고효율 미생물을 처리하는 1,2차BOD저감부(160)(170);가 구비되어 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 정수 처리 시스템의 시설이 구조적으로 간단하여 제작비용이 저렴하도록 하는 동시에 작동이 용이하도록 한 것이고, 또한 오수 및 폐수는 물론 축산폐수를 모두 정화하여 재활용할 수 있도록 하여 환경개선에도 크게 이바지할 수 있도록 한 것이며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자인 사용자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

Description

고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템 및 그 운용방법{High-concentration Waste-Water and LivestockWastewater Treatment system and its operational method thereof}

본 발명은 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템 및 그 운용방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정수 처리 시스템의 시설이 구조적으로 간단하여 제작비용이 저렴하도록 하는 동시에 작동이 용이하도록 한 것이고, 또한 오수 및 폐수는 물론 축산폐수를 모두 정화하여 재활용할 수 있도록 하여 환경개선에도 크게 이바지할 수 있도록 한 것이며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자인 사용자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피 수질오염이란 가정에서 쓰고 버리는 생활하수, 산업활동에 의한 산업폐수, 농촌의 농·축산폐수 등이 정화되지 않고 하천이나 호수로 유입되어 물을 오염시켜 각종 용수로 사용할 수 없게 되거나 생물의 서식에 심각한 피해를 줄 정도로 수질이 나빠지는 것을 말한다.

이때 상기 수질오염의 종류와 주원인은 다음과 같다.

즉, 수질오염의 주원인으로는 생활하수, 산업폐수, 농·축산폐수, 가축의 분뇨등이 있는데 이중에서도 양적으로 가장 큰 비중을 차지하는 것이 생활하수이다.

상기 생활하수는 사람이 생활하면서 발생시키는 생활 잡수와 분뇨로 구분할 수가 있다.

상기 분뇨의 배출량은 1인당 1일 평균 1.2ℓ정도이며 10분의 1정도가 고형분이다. 부엌, 목욕탕, 청소, 세탁 등에 사용한 물로 음식 찌꺼기, 때, 세제, 먼지 등으로 오염된 것을 생활 잡수라 하는데 하루 평균 1인당 약400ℓ∼500ℓ정도가 된다 합니다.

또한 농가나 축산시설에서 오는 폐수도 농도 면에서는 생활하수보다 오염이 덜하지 않다.

그리고 도로와 야영지, 낚시터, 유지, 수상시설 등에서 나오는 기름, 뇨, 음식찌꺼기, 비닐 봉지, 빈 병들 포함한 각종 쓰레기가 있다.

수질오염의 가장 큰 문제는 오염물질들의 양이 과다하여 하천이나 호수, 바다의 자정능력을 마비시키는 것이다.

또한 오염된 물을 잘못 마시면 각종수인성 전염병에 감염되기도 하고 피부염을 앓기도 한다.

때문에 가급적 오염물질의 배출을 줄이고 이미 배출된 오염물질은 하천이나 호수로 유입되기 전에 완벽하게 정화시키는 일이 수질오염을 줄이는 길이라 할 것이다.

식수원으로 사용되는 수질오염을 줄이기 위해서 낡은 수도관은 교체하고 삭지 않는 구리나 스테인리스와 같은 금속으로 바꾸면 더욱 좋다.

또한 정수장을 관리하는 전문인력을 육성해야 하며 하수처리 시설과 정수장 처리 시설을 더욱 확대해야 한다.

아울러 수질의 세계 기준치에 접근하기 위한 종합적인 수질관리 대책이 필요하다.

상기 수질오염 방지노력으로는 다음과 같은 것이 있다.

즉, 수질오염을 방지하기 위해서는 한 개인에서부터 나라에 이르기까지 모두가 노력해야 한다.

특히 가정에서는 음식찌꺼기나 각종 세제 등을 줄이고 기업에서는 오염원의 사용량 및 배출량을 최소화하는 노력과 함께 완벽한 정화처리를 해야 하며 나라에서는 하천 및 호수 등을 잘 관리하여 식수원을 보호하고 하수도 처리시설에도 만전을 기해야 할 것이다.

그러나 상기와 같이 수질오염의 방지노력만으로 해결책이 쉽지 않음을 현실적으로 느끼게 되었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 특허등록 제0822292호(출원번호 제2007-0032458호)(명칭: 고농도 오폐수 및 축산폐수의 처리장치)가 등록된바 있다. 즉, 상기한 종래의 기술은 도 1(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)에 도시된 바와 같이 고농도의 폐수로부터 고액분리과정을 거친 후, 혐기조와 폭기조에 의해 오염물질을 1차로 제거시키는 상향류 반응조(10)와; 이 상향류 반응조(10)를 통과한 오염물질이 인젝터(30)의 토출구에 접속된 펌프(31)의 강제 송출로 에어공급관(32)을 통해 산소가 공급되도록 하는 프로세스조(20)로 이루어진 것에 있어서; 상기 인젝터(30)에는 오염물질과 산소를 잘게 쪼게여 그 혼합비율을 높이고, 접촉 반응할 수 있는 시간을 지체시켜 반응열을 높이기 위한 나선와류 형태의 라인믹서(40)가 더 설치되는 것에 의해 달성된다. 따라서, 라인믹서(40)에 의해 공기와 유체가 효율적으로 섞이게 되며, 미세한 기포형태로 녹아들게 만들어 주므로 농도 변화에 관계없이 미생물 농도를 유지할 수 있다. 상기와 같이 구성된 종래 기술은 유입되는 오폐수에 함유되어 있는 여러 가지의 물질들을 초기에 고형물분리장치를 이용하여 분리하고 유량 조정을 위한 저류조를 통해 상향류 반응조(10)로 이송시키게 된다. 상향류 반응조(10)는 하부로 유입된 고농도 유기성폐수를 일차적으로 프로파일 들에 의해 구분된 조에서 중력에 의한 고액분리가 일어나게 된다. 이때 프로파일은 봉형상의 서포트로드의 상부로 대략 역삼각 형상의 프로파일 와이어 들을 일정 피치로 부착되는 구성으로 이루어진다. 따라서, 중간층에서 폭기에 의해 전달되는 산소는 전달하지만, 유체의 흐름을 방해하는 역할을 한다. 이 프로파일(이형압연강재)을 이용해 상향류 반응조(10)를 3개의 조로 분리시키게 되는데, 유입농도에 높아지면, 반응조의 구획수를 늘려 설계하거나, 혐기성 반응조 추가 또는 반응조의 개수를 증가하기도 한다. 그리고, 예로서 3개 조로 구획된 상향류 반응조(10)의 경우 제 2조 하부에는 폭기조로써 1차 폭기작용을 위한 공기공급수단을 구비하게 된다. 공기공급수단으로는 브로워를 통해 공급하거나 라인믹서가 설치된 인젝터를 설치하여 폭기를 위한 공기 공급이 이루어지게 한다. 또, 이 폭기조의 하부에는 혐기조가 위치되는데, 침전조로부터 채집된 유기성 슬러지를 이용하여 주요 미생물을 배양하게 된다. 이러한 유기성 슬러지는 미생물에게 풍부한 먹이를 제공하는데 미생물이 오폐수 내의 유기성 슬러지에 다다르게 되면 슬러지 내로 침투하여 그 내부에 함유되어 있는 다량의 유기물을 흡수 및 분해하여 성장하게 된다. 혐기조에서는 일체의 공기 주입(인위적인 공기 주입을 포함)이 없는 상태에서 미생물이 활동할 수 있는 최적의 환경을 만들어 준다. 혐기조에는 바닥에 침전물이 쌓이는 것을 방지하기 위해 교반장치를 설치한다. 그리고, 폭기조(Aerobic Pond)에서 공기 공급에 의한 폭기 작용이 수행된다. 이 곳에서 주요 생물학적 반응이 일어나게 되는데, 이 폭기장치(Aeration Pump)를 사용하여 일정시간 동안 공기를 공급하고 중단하는 과정을 반복하는 것을 말하며, 호기성 및 혐기성 미생물들이 번갈아 활동할 수 있는 환경을 만들어 준다. 이러한 과정을 통해 COD 수치를 상당히 낮출 수 있다. 반응조의 총 체류시간은 10-24시간으로 하며, 적정하게는 18-20시간으로 하며, 반응조는 통상 단열처리가 되어 있다. 이와 같이 혐기조와 폭기조로 이루어진 상향류 반응조(10)를 통과한 오염물질은 프로세스조(20)로 이동된다. 프로세스조(20)는 케이스에 단열처리가 된 상태로 펌프(31)가 케이스 외측 또는 내측에 설치된 상태로 인젝터(30)의 토출구에 접속되고, 에어공급관(32)을 통해 공급된 산소가 혼합된 후 출구측으로 강제 송출되게 한다. 한편, 이 인젝터(30)에는 오염물질과 산소를 잘게 쪼게여 그 혼합비율을 높이고, 접촉 반응 할 수 있는 시간을 지체시켜 반응열을 높이기 위한 나선와류 형태의 라인믹서(40)가 더 설치된다. 라인믹서(40)는 인젝터(30)의 중간부에 스크류의 피치나 형상이 불규칙한 나선 와류 형상으로 설치되어 축산 분료와 같은 액상의 오염물질과 공기가 더 미세하게 분쇄되어 미세한 기포형태로 녹아들게 만들어주는 역할을 한다. 따라서, 오염물질에 산소전달을 강화시키는 것에 의해 생물학적 반응으로 미생물의 발열로 온도 상승을 기대할 수 있다. 이때, 전체적인 반응온도를 외부의 별도의 가열장치 없이도 폐수의 온도를 30℃~50℃로 유지시킬 수 있다. 여기서, 폐수온도를 50℃ 이하로 한정하는 이유는 분리막의 온도에 의해 한정받기 때문이며, 온도가 높을 경우에는 라인믹서(40) 결합체의 운전을 정지시킴으로써, 30℃~50℃의 온도를 유지하는 것이 중요하다. 그러나 상기한 종래의 기술도 다음과 같은 많은 문제점이 발생 되었다. 즉, 상기한 종래의 기술은 미생물을 이용한 정수처리가 아니기 때문에 방류수를 재활용할 수 없다는 커다란 문제점으로 지적되었다. 특히 상기 종래의 기술은 정수처리함에 있어서 4∼5일 정도의 장시간이 소요되는 커다란 문제점도 발생 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 고액분리기와 진공탈수기, 침전조와 부상조, COD저감부와 1,2차BOD저감부가 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 발명의 제2목적은 정수 처리 시스템의 시설이 구조적으로 간단하여 제작비용이 저렴하도록 하는 동시에 작동이 용이하도록 한 것이고, 제3목적은 오수 및 폐수는 물론 축산폐수를 모두 정화하여 재활용할 수 있도록 하여 환경개선에도 크게 이바지할 수 있도록 한 것이며, 특히 제4목적은 정수처리함에 있어서 기존에 4∼5일 정도의 장시간이 소요되는 것을 7∼9시간 정도로 획기적으로 단축시킬 수 있도록 한 것이고, 제5목적은 산소 흡수력 개선, 산소 투입 요구량 감소, 생물학적 슬러지 생산 감소, 처리용량 증가, 혐기 소화비 증가, 난분해 유기물 분해 및 대사력 증가 효과를 얻을 수 있도록 한 것이며, 제6목적은 운전경비 절감, 처리 용량 증가, 방류수 질 개선, 처리방법 복잡성 감소 (처리법 간소화), 처리장 규모 최소화로 경비 절감의 효과를 얻을 수 있도록 한 것이고, 제7목적은 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자인 사용자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템 및 그 운용방법을 제공한다.

이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 고농도의 돈분, 음식물쓰레기, 오·폐수, 축산폐수의 물질을 고체와 액체로 분리하는 고액분리기; 상기 고액분리기의 일측에 연결되며, 돈분, 음식물쓰레기, 오·폐수, 축산폐수의 물질을 고속으로 회전시켜 탈수 및 염분을 제거하는 진공탈수; 상기 진공탈수기의 일측에 연결되며, 구동모터의 구동에 의해 고속으로 회전하는 교반기가 진공탈수된 물질과 응집제를 고형물로 뭉쳐지도록 도와주는 반응조; 상기 반응조의 하단에 연결되며, 슬러지는 가라앉혀 하단 구멍을 통해 배출시키고 액상물질은 떠오르게 하는 침전조; 상기 침전조의 일측에 연결되며, 마이크로버블발생기를 이용하여 액상물질을 회오리치면서 버블을 발생시킨 후 액상물질에 잔존하는 슬러지를 상부로 부유시킨 후 외부로 배출시키는 부상조; 상기 부상조의 일측에 연결되며, 마이크로버블발생기를 이용하여 액상 물질을 미크론에서 나노까지 미세화시키고 이렇게 미세화된 기포를 수압에 의해 파괴되도록 한 COD저감부; 및 상기 COD저감부의 일측에 연결되며, 그물망에 미생물을 투입함에 따라 고산소 용해 가능으로 활성슬러지 및 고효율 미생물을 처리하는 1,2차BOD저감부;가 구비됨을 특징으로 하는 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 고액분리기를 이용해 고농도의 돈분, 음식물쓰레기, 오·폐수, 축산폐수의 물질을 고체와 액체로 분리하되, 고체와 액체의 물질이 1mm 이상은 수거함에 저장하고, 1mm 이하는 진공탈수기로 유입시키는 단계; 진공탈수기로 유입된 고체와 액체의 물질을 고속으로 회전시켜 탈수 및 염분을 제거하되, 고체와 액체의 물질이 0.5mm 이상은 수거함에 저장하고, 0.5mm 이하는 반응조로 유입시키는 단계; 반응조로 유입된 액상의 물질과 응집제를 상호 혼합하여 고형물로 뭉쳐지게 한 후 침전조로 유입시키는 단계; 침전조로 유입된 액상의 물질 중에서 슬러지는 가라앉히고 액상물질은 떠오르게 한 후 부상조로 유입시키는 단계; 부상조로 유입된 액상의 물질을 마이크로버블발생기를 이용하여 액상물질을 회오리치면서 버블을 발생시킨 후 액상물질에 잔존하는 슬러지는 상부로 부유시킨 후 외부로 배출시키고 액상물질은 COD저감부로 유입시키는 단계; 부상조로 유입된 액상의 물질을 COD저감부를 통해 미크론에서 나노까지 미세화시키고 이렇게 미세화된 기포를 수압에 의해 파괴되도록 하고 이후 1,2차BOD저감부로 유입시키는 단계; 1,2차BOD저감부로 유입된 액상의 물질을 고산소 용해 가능으로 활성슬러지 및 고효율 미생물을 처리한 후 외부로 방류하는 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템의 운용방법을 제공한다.

상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 고액분리기와 진공탈수기, 침전조와 부상조, COD저감부와 1,2차BOD저감부가 구비되도록 한 것이다.

상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 정수 처리 시스템의 시설이 구조적으로 간단하여 제작비용이 저렴하도록 하는 동시에 작동이 용이하도록 한 것이다.

또한 본 발명은 오수 및 폐수는 물론 축산폐수를 모두 정화하여 재활용할 수 있도록 하여 환경개선에도 크게 이바지할 수 있도록 한 것이다.

특히 본 발명은 정수처리함에 있어서 기존에 4∼5일 정도의 장시간이 소요되는 것을 7∼9시간 정도로 획기적으로 단축시킬 수 있도록 한 것이다.

아울러 본 발명은 산소 흡수력 개선, 산소 투입 요구량 감소, 생물학적 슬러지 생산 감소, 처리용량 증가, 혐기 소화비 증가, 난분해 유기물 분해 및 대사력 증가 효과를 얻을 수 있도록 한 것이다.

더하여 본 발명은 운전경비 절감, 처리 용량 증가, 방류수 질 개선, 처리방법 복잡성 감소 (처리법 간소화), 처리장 규모 최소화로 경비 절감의 효과를 얻을 수 있도록 한 것이다.

특히, 본 발명은 축산오.폐수를 정수처리하여 재사용하면 유익미생물이 축사내에 자리매김 되어 1-2개월 이내에 악취 등의 민원으로부터 완전 해결될 것이며, 경제적인 측면에도 많은 증산효과를 기할 수 있다.

본 발명은 상기한 효과로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자인 사용자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 종래 기술적 구성을 설명한 것으로,
(a)는 종래의 전체 장치를 보인 개략도이고,
(b)는 종래 프로세스조의 구조를 보인 사시도이며,
(c)는 종래 인젝터 내부에 라인믹서가 설치된 상태를 보인 요부 단
면도이고,
(d)는 종래 라인믹서의 제품 사진이며,
(e)는 종래 프로파일의 구성을 보인 사시도이고,
(f)는 종래 회전판형 분리막의 구조를 보인 측단면도이며,
(g)는 종래 고농도 오폐수 및 축산폐수의 처리단계를 보인 블록도이
다.
도 2 는 본 발명에 적용된 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하
는 처리 시스템의 전단을 설명하는 구성도.
도 3 은 본 발명에 적용된 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하
는 처리 시스템의 후단을 설명하는 구성도.

본 발명에 적용된 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템 및 그 운용방법은 도 2, 3 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

먼저, 본 발명은 도 2 에 도시된 바와 같이 고농도의 돈분, 음식물쓰레기, 오·폐수, 축산폐수 등의 물질을 고체와 액체로 분리하는 고액분리기(100)가 구비된다.

또한 본 발명은 상기 고액분리기(100)의 일측에 연결되며, 돈분, 음식물쓰레기, 오·폐수, 축산폐수의 물질 등을 고속으로 회전시켜 탈수 및 염분을 제거하는 진공탈수기(110)가 구비된다.

그리고 본 발명은 상기 진공탈수기(110)의 일측에 연결되며, 구동모터(126)의 구동에 의해 고속으로 회전하는 교반기(127)가 진공탈수된 물질과 응집제를 고형물로 뭉쳐지도록 도와주는 반응조(125)가 구비된다.

또한 본 발명은 상기 반응조(125)의 하단에 연결되며, 슬러지는 가라앉혀 하단 구멍(123)을 통해 배출시키고 액상물질은 떠오르게 하는 침전조(120)가 구비된다.

이때 상기 침전조(120)의 내부에는 액상물질이 유입되는 배관(121)이 구비됨은 물론 이 배관(121)의 외측으로는 슬러지가 걸려 떠오르지 않도록 함과 아울러 액상물질의 정체현상을 발생시키도록 하향 경사진 칸막이(122)가 복수개 일정 간격으로 구비된다.

또한 본 발명은 상기 침전조(120)의 일측에 연결되며, 마이크로버블발생기(133)를 이용하여 액상물질을 회오리치면서 버블을 발생시킨 후 액상물질에 잔존하는 슬러지를 상부로 부유시킨 후 외부로 배출시키는 부상조(130)가 구비된다.

이때 상기 부상조(130)는 액상물질을 저장하는 수조몸체(131)가 구비된다. 그리고 상기 수조몸체(131)의 내부 바닥면에 고정 설치되며, 펌프(132)의 구동에 의해 상호 반대방향으로 설치된 복수개의 임팰러(133a)(133b)가 액상물질을 회오리시키는 적어도 하나 이상의 마이크로버블발생기(133)가 구비된다. 또한 상기 수조몸체(131)의 상부에는 액상물질의 잔존 슬러지를 외부로 걷어내는 슬러지배출컨베이어(134)가 구비된다.

또한 본 명은 도 3 에 도시된 바와 같이 상기 부상조(130)의 일측에 연결되며, 마이크로버블발생기(143)를 이용하여 액상 물질을 미크론에서 나노까지 미세화시키고 이렇게 미세화된 기포를 수압에 의해 파괴되도록 한 COD저감부(140)가 구비된다.

이때 상기 COD저감부(140)는 액상물질을 저장하며, 복수개가 연이어서 설치되는 COD저감조(141)가 구비된다. 그리고 상기 각 COD저감조(141)의 내부 바닥면에 적어도 하나 이상 고정 설치되며, 펌프(142)의 구동에 의해 상호 반대방향으로 설치된 복수개의 임팰러(143a)(143b)가 액상물질을 회오리시키는 마이크로버블발생기(143)가 구비된다.

본 발명에서는 상기 COD저감조(141)를 도면상에서 3개를 도시하였으나, 이는 설명의 편의상 3개를 도시한 것이고, 필요에 따라 3개 이상으로 구비하여 사용할 수 있음은 물론이다.

특히 본 발명은 상기 각 펌프(142)와 연결되며, 각 COD저감조(141)의 내부에 산소를 이용하여 오존을 발생시키도록 하는 오존발생기(150)가 연결 구비된다.

또한 본 발명은 상기 COD저감부(140)의 일측에 연결되며, 그물망에 미생물을 투입함에 따라 고산소 용해 가능으로 활성슬러지 및 고효율 미생물을 처리하는 1,2차BOD저감부(160)(170)가 구비된다.

이때 상기 1,2차BOD저감부(160)(170)는 액상물질을 저장하며, 복수개가 연이어서 설치되는 1차BOD저감조(161) 및 2차BOD저감조(171)가 구비된다. 그리고 상기 1,2차BOD저감조(161)(171)의 내부에 각각 설치되며, 액상물질에 잔존하는 염도를 없앰은 물론 중금속을 분해하는 미생물이 담긴 그물망(162)(172)이 구비되어 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템을 이루게 된다.

본 발명에서는 상기 1차BOD저감조(161)와 2차BOD저감조(171)를 각각 3개씩 구비된 것을 도시하였으나, 이는 설명의 편의상 도시한 것일 뿐 3개 이상 구비할 수 있음은 물론 1,2차BOD저감부(160)(170)도 1,2차는 물론 3차 이상으로 구비하여 사용할 수 있음은 물론이다.

한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템 및 그 운용방법의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명은 정수 처리 시스템의 시설이 구조적으로 간단하여 제작비용이 저렴하도록 하는 동시에 작동이 용이하도록 한 것이고, 또한 오수 및 폐수는 물론 축산폐수를 모두 정화하여 재활용할 수 있도록 하여 환경개선에도 크게 이바지할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은 먼저 도 2 에 도시된 바와 같이 고액분리기(100)를 이용해 고농도의 돈분, 음식물쓰레기, 오·폐수, 축산폐수의 물질을 고체와 액체로 분리하는 단계를 거치게 된다.

이때 본 발명은 고체와 액체의 물질이 1mm 이상은 수거함(105)에 저장하고, 1mm 이하는 진공탈수기(110)로 유입시키는 단계를 거치는 것으로, 입자가 큰 물질은 수거함(105)에 저장하여 퇴비화 또는 사료화시키게 되고, 입자가 작은 물질만 진공탈수기(110)로 유입시키게 된다.

이어서 본 발명은 상기 진공탈수기(110)로 유입된 고체와 액체의 물질을 고속으로 회전시켜 탈수 및 염분을 제거하는 단계를 거치게 된다.

이때 본 발명은 고체와 액체의 물질이 0.5mm 이상은 수거함에 저장하고, 0.5mm 이하는 반응조(125)로 유입시키는 단계를 거치게 되는 것으로, 입자가 큰 물질은 수거함(105)에 저장하여 퇴비화 또는 사료화시키게 되고, 입자가 작은 물질만 반응조(125)로 유입시키게 된다.

이후 본 발명은 상기 반응조(125)로 유입된 액상의 물질과 응집제를 상호 혼합하여 고형물로 뭉쳐지게 한 후 침전조(120)로 유입시키는 단계를 거치게 되는 것으로, 구동모터(126)의 구동에 의해 교반기(127)가 회전하면서 액상물질과 응집제를 상호 혼합하여 0.2∼0.5mm의 고형분을 만들어주게 되고, 상기 고형분은 뭉치면서 고형분을 잡아주는 역할을 하게 된다.

이어서 본 발명은 상기 침전조(120)로 유입된 액상의 물질 중에서 슬러지는 가라앉히고 액상물질은 떠오르게 한 후 부상조(130)로 유입시키는 단계를 거치게 된다.

이를 보다 상세히 설명하면, 반응조(125)에서 배관(121)을 통해 하강하는 액상물질 중에서 슬러지는 구멍(123)을 통해 수거함(105)으로 유입된다. 이때 일정 간격으로 형성된 칸막이(122)는 일부 슬러지가 상부로 떠오르는 것을 막게 되는 동시에 유속을 느리게 하며 더하여 슬러지 침전도 도와주면서 정체현상이 발생하도록 하는 것이다. 따라서 슬러지를 제외한 액상물질만이 침전조(120) 상부로 상승한 후 바로 옆 부상조(130)로 유입되도록 하게 된다.

이후 본 발명은 도 4 에 도시된 바와 같이 상조(130)로 유입된 액상의 물질을 마이크로버블발생기(143)를 이용하여 액상물질을 회오리치면서 버블을 발생시킨 후 액상물질에 잔존하는 슬러지는 상부로 부유시킨 후 외부로 배출시키고 액상물질은 COD저감부(140)로 유입시키는 단계를 거치게 된다.

특히 본 발명은 이후 상기 부상조(130)로 유입된 액상의 물질을 COD저감부(140)의 복수개의 저감조(141)를 순차적으로 통과시키는 과정에서 미크론에서 나노까지 미세화시키고 이렇게 미세화된 기포를 수압에 의해 파괴되도록 하고 이후 1,2차BOD저감부(160)(170)로 유입시키는 단계를 거치게 된다.

이때 본 발명에 적용된 상기 COD저감부(140)에는 오존발생기(150)에서 발생된 산소를 이용하여 오존을 유입시켜 액상의 물질을 정화시키도록 함이 바람직하다.

아울러 본 발명은 1,2차BOD저감부(160)(170)로 유입된 액상의 물질을 복수개의 저감조(161)(171)를 순차적으로 거쳐 고산소 용해 가능으로 활성슬러지 및 고효율 미생물을 처리한 후 외부로 방류하는 단계를 거쳐 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템의 운용방법을 제공하게 된다.

더하여 본 발명에 적용된 상기 1,2차BOD저감부(160)(170)의 온도는 35∼50℃로 유지함이 바람직한 것으로, 이는 온도가 35℃ 이하일 경우에는 미생물들끼리 상호 분해 작용을 하지 못하게 되고, 온도가 50℃ 이상일 경우에는 온도가 너무 높아 미생물이 죽게 되는 경우가 발생되므로 상기 온도는 35∼50℃가 바람직하다.

본 발명에 적용된 상기 미생물은 아케아(Archaea)군과 종균제바이오시그마가 사용되되, 1,2차BOD저감조(161)(171)의 첫 번째와 두 번째에는 아케아군을 넣고, 1,2차BOD저감조(161)(171)의 세 번째에는 종균제바이오시그마를 넣어서 사용함이 바람직하다.

특히 상기 아케아(Archaea)에는 여러 타입의 미생물이 있으며 이것들은 여러 가지 성분들을 분해하는 매우 독특한 능력을 가진다. 심지어 수은, 페놀 등 중금속도 분해할 수 있다. 그리고 슬러지 처리 용량을 현격히 증가시켜 비효율적이던 시스템의 방류수질을 개선해 주며, 운전 경비와 에너지 경비 절약하고 일반 정부 규제에 쉽게 응할 수 있도록 해 준다. '아케아' 첨가는 처리 효율 개선하고 처리비용을 절약해 준다. 이것은 처리장 크기를 극소화하고 폭기 효율을 극대화시키며 슬러지 양과 BOD 그리고 방류수의 TSS를 줄여 준다. 또한 상기 아케아들은 에너지를 얻기 위해 다른 미생물이 유기물을 분해하며 내놓는 수소 가스, 이산화 탄소, 아세트산 그리고 유황 등이 포함된 일반 미생물이 소비할 수 없는 다양한 물질을 먹는다. 아케아는 생물계 먹이 사슬의 마지막 고리이다. 그러므로 아케아 없는 수처리/폐기물 처리는 100% 불완전하게 끝나게 되고 만다.

또한 상기 종균제바이오시그마란 주로 수처리공정에서 사용하는 것으로 폭기조에 미생물이 살아있어야 하는데 이 미생물이 죽었거나 아니면 처음 가동하는 폭기조의 경우에는 미생물이 없으므로 이 미생물을 일부러 넣어주는데 이걸 종균제바이오시그마라고 한다. 특히 이와 같은 종균제바이오시그마는 각종 산업폐수, 하수, 분뇨 등에 함유된 유기물의 분해를 위해 고활성 미생물을 휴면 상태로 숙성시킨 것으로 각종 유기물에서 분해활성이 뛰어난 고활성 박테리아의 분해작용으로 COD, BOD 제거에 탁월한 효과를 나타내며 벌킹억제 및 탈취에도 우수한 효과를 나타내어 폭기조 처리효율을 크게 향상시키게 된다.

마지막으로 본 발명에 적용된 상기 1,2차BOD저감조(161)(171)의 내부에는 미생물인 아케아(Archaea)군과 종균제바이오시그마를 1∼3중량부(vol%)가 포함되게 구성하여 사용하게 된다.

즉, 상기 1,2차BOD저감조(161)(171)에 아케아(Archaea)군과 종균제바이오시그마를 1중량부(vol%) 이하를 넣게 되면 유기물을 분해하기 어렵게 되고, 3중량부(vol%) 이상을 넣게 되면 오히려 액상물질의 화학적 작용에 의해 냄새가 심하게 발생될 소지가 있기 때문에 아케아(Archaea)군과 종균제바이오시그마는 1∼3중량부(vol%)가 포함됨이 바람직하다.

본 발명 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템 및 그 운용방법의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 고액분리기 110: 진공탈수기
120: 침전조 125: 반응조
130: 부상조 140: COD저감부
150: 오존발생기 160, 170: 1,2차BOD저감부

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 고농도의 돈분, 음식물쓰레기, 오·폐수, 축산폐수의 물질을 고체와 액체로 분리하는 고액분리기(100); 상기 고액분리기의 일측에 연결되며, 돈분, 음식물쓰레기, 오·폐수, 축산폐수의 물질을 고속으로 회전시켜 탈수 및 염분을 제거하는 진공탈수기(110); 상기 진공탈수기의 일측에 연결되며, 구동모터의 구동에 의해 고속으로 회전하는 교반기가 진공탈수된 물질과 응집제를 고형물로 뭉쳐지도록 도와주는 반응조(125); 상기 반응조의 하단에 연결되며, 슬러지는 가라앉혀 하단 구멍을 통해 배출시키고 액상물질은 떠오르게 하는 침전조(120); 상기 침전조의 일측에 연결되며, 마이크로버블발생기를 이용하여 액상물질을 회오리치면서 버블을 발생시킨 후 액상물질에 잔존하는 슬러지를 상부로 부유시킨 후 외부로 배출시키는 부상조(130); 상기 부상조의 일측에 연결되며, 마이크로버블발생기를 이용하여 액상 물질을 미크론에서 나노까지 미세화시키고 이렇게 미세화된 기포를 수압에 의해 파괴되도록 한 COD저감부(140); 상기 COD저감부의 일측에 연결되며, 그물망에 미생물을 투입함에 따라 고산소 용해 가능으로 활성슬러지 및 고효율 미생물을 처리하는 1,2차BOD저감부(160)(170)가 구비된 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템에 있어서,
   상기 부상조(130)는,
   액상물질을 저장하는 수조몸체(131);
   상기 수조몸체의 내부 바닥면에 고정 설치되며, 펌프의 구동에 의해 상호 반대방향으로 설치된 복수개의 임팰러(133a)(133b)가 액상물질을 회오리시키는 적어도 하나 이상의 마이크로버블발생기(133); 및
   상기 수조몸체의 상부에 구비되며, 액상물질의 잔존 슬러지를 외부로 걷어내는 슬러지배출컨베이어(134);가 구비됨을 특징으로 하는 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템.
   
4. 청구항 3 에 있어서,
   상기 COD저감부(140)는,
   액상물질을 저장하며, 복수개가 연이어서 설치되는 COD저감조(141); 및
   상기 각 COD저감조의 내부 바닥면에 적어도 하나 이상 고정 설치되며, 펌프의 구동에 의해 상호 반대방향으로 설치된 복수개의 임팰러(143a)(143b)가 액상물질을 회오리시키는 마이크로버블발생기(143);가 구비됨을 특징으로 하는 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템.
   
5. 청구항 4 에 있어서,
   상기 각 펌프(142)와 연결되며, COD저감조 내부에 산소를 이용하여 오존을 발생시키도록 하는 오존발생기(150);가 더 연결 구비됨을 특징으로 하는 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템.
   
6. 청구항 3 에 있어서,
   상기 1,2차BOD저감부(160)(170)는,
   액상물질을 저장하며, 복수개가 연이어서 설치되는 1차BOD저감조(161) 및 2차BOD저감조(171); 및
   상기 1,2차BOD저감조(161)(171)의 내부에 각각 설치되며, 액상물질에 잔존하는 염도를 없앰은 물론 중금속을 분해하는 미생물이 담긴 그물망(162)(172);이 구비됨을 특징으로 하는 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템.
   
7. 고액분리기(100)를 이용해 고농도의 돈분, 음식물쓰레기, 오·폐수, 축산폐수의 물질을 고체와 액체로 분리하되, 고체와 액체의 물질이 1mm 이상은 수거함(105)에 저장하고, 1mm 이하는 진공탈수기(110)로 유입시키는 단계;
   진공탈수기(110)로 유입된 고체와 액체의 물질을 고속으로 회전시켜 탈수 및 염분을 제거하되, 고체와 액체의 물질이 0.5mm 이상은 수거함에 저장하고, 0.5mm 이하는 반응조(125)로 유입시키는 단계;
   반응조(125)로 유입된 액상의 물질과 응집제를 상호 혼합하여 고형물로 뭉쳐지게 한 후 침전조(120)로 유입시키는 단계;
   침전조(120)로 유입된 액상의 물질 중에서 슬러지는 가라앉히고 액상물질은 떠오르게 한 후 부상조(130)로 유입시키는 단계;
   부상조(130)로 유입된 액상의 물질을 마이크로버블발생기를 이용하여 액상물질을 회오리치면서 버블을 발생시킨 후 액상물질에 잔존하는 슬러지는 상부로 부유시킨 후 외부로 배출시키고 액상물질은 COD저감부(140)로 유입시키는 단계;
   COD저감부(140)를 통해 미크론에서 나노까지 미세화시키고 이렇게 미세화된 기포를 수압에 의해 파괴되도록 하고 이후 1,2차BOD저감부(160)(170)로 유입시키는 단계;
   1,2차BOD저감부(160)(170)로 유입된 액상의 물질을 고산소 용해 가능으로 활성슬러지 및 고효율 미생물을 처리한 후 외부로 방류하는 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템의 운용방법.
   
8. 청구항 7 에 있어서,
   상기 COD저감부(140)에는 오존발생기(150)에서 발생된 산소를 이용하여 오존을 유입시켜 액상의 물질을 정화시키도록 함을 특징으로 하는 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템의 운용방법.
   
9. 청구항 7 에 있어서,
   상기 1,2차BOD저감부(160)(170)는 온도는 35∼50℃로 유지함을 특징으로 하는 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템의 운용방법.
   
10. 청구항 7 에 있어서,
    상기 미생물은 아케아(Archaea)군과 종균제바이오시그마가 사용되되, 1,2차BOD저감조(161)(171)의 첫 번째와 두 번째에는 아케아군을 넣고, 1,2차BOD저감조(161)(171)의 세 번째에는 종균제바이오시그마를 넣어서 사용함을 특징으로 하는 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템의 운용방법.
    
11. 청구항 10 에 있어서,
    상기 1,2차BOD저감조(161)(171)의 내부에는 미생물인 아케아(Archaea)군과 종균제바이오시그마를 1∼2중량부(vol%)가 포함됨을 특징으로 하는 고농도 오·폐수와 축산폐수를 정수하여 재활용하는 처리 시스템의 운용방법.

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