KR101220540B1

KR101220540B1 - 수처리장치

Info

Publication number: KR101220540B1
Application number: KR1020120051722A
Authority: KR
Inventors: 김성혁; 박정균
Original assignee: 주식회사 우성이앤씨
Priority date: 2012-05-15
Filing date: 2012-05-15
Publication date: 2013-01-23

Abstract

수처리장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 수처리장치는: 약품을 원수와 교반하여 처리대상수를 생성하는 교반부와, 교반부에서 생성된 처리대상수를 오염물과 처리수로 분리하는 부상침전조와, 부상침전조에 구비되어 처리대상수의 오염물이 부유하도록 고압의 가압수를 분사하여 기포를 발생시키는 기포발생부와, 고압의 가압수를 고도산화처리하는 고도산화처리부 및 부상침전조에서 오염물과 분리된 처리수를 처리하는 유출집수부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수처리장치{WATER TREATING APPARATUS}

본 발명은 수처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하수, 폐수, 정수와 호소수 및 그 밖의 다양한 오염수에 대해 유기물, 부유물질, 총인, 총질소 및 기타 오염물질을 처리하여 처리수 수질을 향상시키고, 안정적으로 처리할 수 있도록 하기 위한 수처리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 하수, 폐수 및 정수 등 오염물질을 포함한 수처리방법에는 생물학적 처리와 물리화학적 처리방법이 있다. 이 중 최근 생물학적 처리방법들에는 한계가 있어 물리화학적인 방법에 대한 기술개발이 활발히 이루어지고 있다. 이러한 물리화학적으로 오염수를 처리하기 위한 방법에는 가압부상, 여과, 침전, 자외선소독, 오존소독, 염소소독 등 다양한 방법들이 있다. 최근 이러한 다양한 물리화학적 방법 중 처리효율과 경제적인 측면에서 유리한 가압부상 방법이 많이 사용되어 지고 있다.

여기서, 기체를 가압하여 가압수를 생성시켜 생성된 가압수를 이용하여 오염물질을 처리하는 가압부상 방법 및 장치들은 다양한 형태로 구성되어 오염물질을 처리하고 있다. 가압부상 장치에는 여러 가지 물리화학적, 제어계측적인 방법들이 적용되어 각각의 요소기술들이 결합하여 하나의 처리방식으로 통합 운영되어 오염물질을 처리한다.

한편, 국내 등록특허 제10-0606555호(등록일:2006.07.21)에는 "오존부상법과 입상 활성탄 여과조합을 통한 다기능 고효율 정수처리장치 및 정수방법"이 개시되어 있다.

일반적인 수처리장치들은 각 요소기술들에 대한 세부적인 부분을 크게 고려하지 않아 전체 처리효율을 높이지 못하고, 사회가 고도화될수록 하수 및 폐수의 경우 발생되는 원수에 대한 오염물질의 다양성에 대응하지 못하는 문제점을 지닌다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 하수, 폐수, 정수와 그 밖의 오염수 처리에 있어 다양한 종류의 오염물질을 안정적으로 처리하여 처리수의 수질을 향상시키고, 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 수처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 수처리장치는: 약품을 원수와 교반하여 처리대상수를 생성하는 교반부와, 상기 교반부에서 생성된 상기 처리대상수를 오염물과 처리수로 분리하는 부상침전조와, 상기 부상침전조에 구비되어 상기 처리대상수의 오염물이 부유하도록 고압의 가압수를 분사하여 기포를 발생시키는 기포발생부와, 상기 고압의 가압수를 고도산화처리하는 고도산화처리부 및 상기 부상침전조에서 상기 오염물과 분리된 처리수를 처리하는 유출집수부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 교반부는 상기 원수에 상기 약품을 주입하여 급속혼합하는 급속교반부 및 상기 급속교반부에서 공급되는 상기 원수와 상기 약품을 체류시켜 완속교반하는 완속교반부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기포발생부는 고압의 가압수를 공급하는 가압수공급부 및 상기 가압수공급부에서 공급되는 고압의 가압수가 상기 부상침전조로 배출되어 미세기포를 형성하는 미세기포분사부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 미세기포분사부는 상기 가압수공급부와 연결되고, 복수개로 분기되는 분기배관과, 상기 분기배관의 각각에 구비되어 상기 가압수공급부에서 공급되는 고압의 가압수를 분사시키는 분사관 및 상기 분사관의 둘레를 감싸며, 상기 분사관을 통해 토출되는 고압의 가압수를 감압시키는 감압관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 미세기포분사부는 상기 미세기포분사부의 폐색을 방지하는 역세척부를 포함하고, 상기 분기배관에는 가압수유입밸브가 구비되며, 상기 역세척부는 상기 분기배관에 구비되는 역세밸브와, 상기 미세기포분사부의 폐색을 감지하도록 가압탱크에 구비되는 수위센서 및 상기 수위센서의 감지값에 의해 상기 가압수유입밸브와 상기 역세밸브를 단속하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고도산화처리부는 상기 가압수공급부에 산화성가스를 공급하는 산화성가스공급부 및 상기 산화성가스공급부의 산화성가스에 광분해반응을 유도하는 자외선접촉부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부상침전조에는 상기 기포발생부에서 발생된 기포에 의해 부상하는 상기 오염물을 안내하고, 상기 부상침전조의 사구역을 제거하는 가이드부가 구비되고, 상기 가이드부는 상기 부상침전조의 바닥면에 구비되며, 상기 기포발생부에 의해 상기 오염물이 부상하도록 상방으로 경사지게 형성되는 부상안내경사부 및 상기 부상안내경사부에 연이어 형성되고, 상기 부상안내경사부의 상단에서 하방으로 경사지게 형성되는 사구역방지경사부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수처리장치는 펌프나 무중력 상태에서 약품을 급속주입하고, 복수의 단으로 이루어지며, 개선된 교반기에 의해 응집효율을 극대화하여 처리효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 부상침전조에 가이드부를 구비하여 오염물의 부상효율을 향상시키고, 사구역을 제거함으로써, 유지관리 및 처리효율을 향상시킬 수 있고, 부상침전조 하단에 침전되는 슬러지를 슬러지제거장치에 의해 제거하여 처리수질 악화문제를 해결할 수 있다.

또한, 본 발명은 기포발생부에 의한 안정적인 미세기포발생, 부상스컴제거기와 유출집수관의 개선으로 가압부상에 대한 전체적인 처리효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 과도산화처리부가 구비되어 오존 등의 산화성가스의 주입과 자외선(UV) 고정의 탁월한 기술적인 접목으로 가압부상의 처리효율 한계를 극복하여 보다 고도화되고 처리하기 어려운 오염물질에 대해 처리가 가능하여 지속적이며 안정적이고 높은 효율의 처리수 수질을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 시설 운영비를 절감할 수 있고, 이에 따라 유지관리비 절감, 하폐수 고도처리를 위한 추가 공정 도입시 과도한 초기 투입비의 절감과 부지면적의 축소에 따른 부담을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치의 개략단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치의 교반부를 보인 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치의 교반기를 보인 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치의 부상침전조를 보인 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치의 기포발생부를 보인 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치의 미세기포분사부를 보인 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치의 고도산화처리부를 보인 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치의 고도산화처리부의 변형예를 보인 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 수처리장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치의 개략단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치의 교반부를 보인 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치의 교반기를 보인 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치의 부상침전조를 보인 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치의 기포 발생부를 보인 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치의 미세기포분사부를 보인 도면이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치(10)는 교반부(100), 부상침전조(200), 기포 발생부(300), 가이드부(400) 및 유출집수부(700)를 포함한다.

우선, 본 실시예의 오염물은 플록(floc), 슬러지(sludge), 스컴(scum) 등을 포함하며, 오염물의 대상이 이에 한정되는 것은 아니다. 플록은 원수와 약품의 교반에 의해 원수내에 생성되는 오염물을 말하고, 슬러지는 부상침전조(200)의 바닥면에 침전되는 오염물을 말하며, 스컴은 미세기포에 의해 수면으로 부상되는 오염물을 말한다.

교반부(100)는 약품과 원수를 교반하여 처리대상수를 생성하는 것으로서, 처리대상수는 약품과 원수의 교반으로 인해 플록이 생성된 원수를 말한다. 교반부(100)는 원수에 약품을 주입하여 급속혼합하는 급속교반부(110) 및 급속교반부(110)에서 공급되는 원수와 약품을 체류시켜 완속교반하는 완속교반부(120)를 포함한다.

본 실시예에서 약품은 원수의 유입부분에 오염물질의 혼화 응집을 위해 주입하게 되는데, 약품의 종류는 일반적인 황산알루미늄, PAC, 황산철, 폴리머 계열의 응집제와 가성소다, 황산 등 pH 조절을 위한 약품 및 기타 공정에 필요한 약품 등을 주입할 수 있다. 이때, 약품의 주입량은 부상침전조(200) 후단 또는 최종 방류 지역에 설치되는 자동 측정 계측기기에 의해 자동으로 약품량을 조절하여 주입한다.

급속교반부(110)는 펌프를 이용하거나 무중력 상태에서 약품을 주입하는 순간 급속혼화조를 설치하여 부지 면적 축소와 처리효율을 높인다. 구체적으로 급속교반부(110)는 압력 Water Jet에 의한 확산 혼화, In-line 기계식 혼화 등의 형태로 구성될 수 있다.

완속교반부(120)는 상대적으로 저속교반이 이루어지며, 교반으로 플록간에 점착이 이루어져 플록의 크기를 증가시킨다. 완속교반부(120)는 상호 연결되는 복수개의 응집조(121) 및 복수개의 응집조(121)에 구비되어 원수와 약품을 교반하는 교반기(125)를 포함한다. 응집조(121)는 격벽(124)에 의해 복수개로 분리 구성되며, 격벽(124) 사이에는 유로(124a)가 형성되어 유동이 이루어진다.

즉, 도 2에서 도시된 바와 같이 급속교반부(110)에서 공급되는 처리대상수는 일측면에 형성된 격벽(124)을 월류하여 유로(124a)를 따라 제1응집조(122)의 상부로 공급되어 상부에서 하부로 하향 이동되고, 제1응집조(122)의 일측에 형성된 격벽(124)의 하부 유로(124a)를 따라 제2응집조(123)의 하부로 공급되어 하부에서 상부로 상향 이동된다. 각각의 응집조(121)에는 교반기(125)가 구비되어 완속교반이 이루어지므로 플록에는 다수의 유기물질이 교착 또는 플록간의 점착에 의해 직경이 커지게 된다.

본 실시예에서는 복수개의 응집조(121)가 2개로 도시되었지만, 이에 한정한 것이 아니며, 요구하는 교반효율에 따라 가감할 수 있다.

교반기(125)는 구동모터(126)에 의해 회전되는 교반축(127)과, 교반축(127)의 상하단에 구비되는 수평패들(128) 및 수평패들(128)을 상호 연결하는 복수개의 수직패들(129)을 포함한다. 즉, 교반강도 및 응집효율을 높이기 위해 교반기(125)의 수평패들(128) 부분에 수직패들(129)을 부착한 수직축패들타입을 적용한다. 수직패들(129)의 재질은 HDPE를 원료로 하여 제작되는 PDF와 관련 PE 제품이 될 수 있고, 사용목적에 따라 목재가 될 수 있으며 기타 수처리에 가능한 재질로 제작될 수도 있다. 이러한 교반기(125)는 복수개의 응집조(121)에 교반축(127)으로 감속기와 구동모터(126)를 이용하여 동작하며 개별 응집조(121) 전반에 걸쳐 위치하여 응집효율을 극대화한다.

부상침전조(200)는 교반부(100)에서 생성된 처리대상수를 오염물과 처리수로 분리하는 것으로서, 교반부(100)와 격벽(124)에 의해 분리되며, 격벽(124)의 하부에는 유로(124a)가 형성되어 처리대상수가 공급된다. 부상침전조(200)에는 기포 발생부(300)와 가이드부(400)가 구비되어 처리대상수를 오염물과 처리수로 분리한다.

기포 발생부(300)는 부상침전조(200)에 구비되어 오염물이 부유하도록 기포를 공급하는 것으로서, 고압의 가압수를 공급하는 가압수공급부(310) 및 가압수공급부(310)에서 공급되는 고압의 가압수가 부상침전조(200)로 배출되어 미세기포를 형성하는 미세기포분사부(320)를 포함한다.

가압수공급부(310)는 부상침전조(200)에서 오염물과 분리된 처리수를 리사이클시키는 펌프(312)와, 펌프(312)에 의해 리사이클된 처리수가 저장되는 가압탱크(314)와, 가압탱크(314)에 압축공기를 공급하는 콤프레셔(316)를 포함한다. 즉, 가압탱크(314)의 압축된 고압의 가압수가 미세기포분사부(320)로 전달되어 부상침전조(200)에서 토출되어 미세기포를 발생시킨다.

펌프(312)는 후술되는 유출집수부(700)의 블록형 집수조(720)에 연결되어 처리수를 리사이클시킨다.

미세기포분사부(320)는 가압수공급부(310)와 연결되고, 복수개로 분기되는 분기배관(322)과, 분기배관(322)의 각각에 구비되어 가압수공급부(310)에서 공급되는 고압의 가압수를 분사시키는 분사관(324) 및 분사관(324)의 둘레를 감싸며 분사관(324)을 통해 토출되는 고압의 가압수를 감압시키는 감압관(326)을 포함한다.

분기배관(322)을 통해 공급되는 가압수가 분사관(324)과 감압관(326)으로 이루어진 이중관 구조를 갖게 되므로, 본 실시예는 특별한 장치없이 밸브에 의한 조작으로 기포를 발생시킬 수 있다. 감압관(326) 안에 특수노즐에 의한 가압수를 배출하는 분사관(324)이 구비되어 가압수를 감압관(326) 내에서 배출하는 구조에 의해 감압관(326) 전면에 고르게 가압수를 분포시켜 부상침전조에 유입되고, 플록과의 안정적인 결합으로 부상효율을 높여 전체적인 처리효율을 개선할 수 있다.

즉, 이러한 형태는 고압의 가압수가 직접 배출되어 처리대상수에 포함된 플록을 파괴하여 부상효율을 떨어뜨리는 것을 방지할 수 있고, 일정한 양의 가압수가 고르게 분출되지 않아 부상침전조(200)로 배출되는 가압수양이 한쪽으로 치우쳐 부상효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

미세기포분사부(320)는 미세기포분사부(320)의 폐색을 방지하는 역세척부(330)를 포함한다. 분기배관(322)에는 가압수유입밸브(323)가 구비되고, 역세척부(330)는 분기배관(322)에 구비되는 역세밸브(332)와 미세기포분사부(320)의 폐색을 감지하도록 가압탱크(314)에 구비되는 수위센서(334)와, 수위센서(334)의 감지값에 의해 가압수유입밸브(323)와 역세밸브(332)를 단속하는 제어부(336)를 포함한다. 즉, 미세기포분사부(320)의 폐색으로 인해 가압수가 원활하게 부상침전조(200)로 유입되지 못하게 되어 가압탱크(314) 내 수위가 상승하게 되면, 수위센서(334)가 감지하여 펌프(312)의 회전수가 감소할 경우, PLC 프로그램에 의해 자동으로 가압수유입밸브(323)가 닫히고 역세밸브(332)가 열리게 되어 역세척이 이루어지게 된다. 역세척이 이루어지는 시간은 타이머(미도시)에 의해 조절된다.

가이드부(400)는 기포 발생부(300)에서 발생된 기포에 의해 부상되는 오염물을 수표면으로 안내하고, 부상침전조(200)의 와류를 방지하는 것으로, 기포 발생부(300)에 의해 오염물이 부상하도록 상방으로 경사지게 형성되는 부상안내경사부(410) 및 부상침전조(200)의 사구역을 제거하는 사구역방지경사부(420)를 포함한다. 부상안내경사부(410)는 부상침전조(200)의 바닥면에 구비되고, 사구역방지경사부(420)는 부상안내경사부(410)에 연이어 형성되고, 부상안내경사부(410)의 상단에서 하방으로 경사지게 형성된다.

도 4에서 도시된 바와 같이 본 실시예의 가이드부(400)는 삼각형 구조를 가진다. 한편, 본 실시예에서는 가이드부(400)가 삼각 형상을 갖는 것을 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기능을 구현하기 위하여 다양한 형상이 채택될 수 있다. 본 실시예에서 가이드부(400)의 재질은 콘크리트, 스테인레스, PE재질 및 기타 수처리에 사용 가능한 재료로 한다. 가이드부(400)는 부상안내경사부(410)와 사구역방지경사부(420)로 이루어진 삼각형 형태를 지니므로 사구역을 없애 부상침전조(200) 내부의 전체적 수류 흐름을 정체없이 할 수 있어 처리효율을 높일 수 있다.

부상침전조(200)에는 부상침전조(200)에서 부상한 오염물을 제거하는 부상스컴제거부(500)가 구비되고, 부상침전조(200)의 바닥면에 침전되는 오염물을 제거하는 침전슬러지제거부(600)가 구비된다.

부상스컴제거부(500)는 부상침전조(200)의 수면의 부상스컴을 제거하는 장치로써, 수표면에 부상한 스컴을 교란없이 처리시설 외부로 배출하기 위한 장치이다. 이는 부상침전조(200) 입구에서 처리수 방향으로 부상스컴제거부(500)에 구비되는 블레이드(510)에 의해 후방의 경사판을 이용하여 부상스컴을 긁어 처리한다. 부상스컴제거부(500)의 형식은 와이어를 이용한 양방향 이동방식, 일단 체인을 이용한 양방향 이동방식, 이단 체인을 이용한 회전 이동방식으로 한다.

또한, 후술되는 고도산화처리부(180)에 의해 오존 등 산화성가스를 이용하게 되면, 부상침전조(200)에 산화성가스의 유출이 발생할 수 있어 밀폐된 공간이 필요하다. 따라서 부상스컴제거부(500)도 밀폐된 공간 안에 위치해야 하기 때문에 부식에 강한 내구성 있는 재질로 장치가 제작되어야 하며, 구동부분도 외부에 설치하여 구동축과 밀폐된 공간내의 장치와 완벽하게 밀폐 처리되어 외부로 산화성가스가 누출되지 않아야 한다.

침전슬러지제거부(600)는 구동부(미도시)에 의해 무한궤적운동하는 체인(610)에 스크래퍼(620)가 구비되어 스크래퍼(620)가 침전된 슬러지를 긁어 처리한다.

이는 기포 발생부(300)에 의한 부상공정에서 운전중에 고장이 발생하여 운전을 중단할 경우, 부상침전조(200) 내부의 플록들이나 오염물질들은 하부 바닥에 침전되게 되는데, 시설의 재가동시 바닥에 침전된 오염물질들은 재부상하지 못하고 바닥에 쌓여 있으며 점점 양이 증가하여 처리수 라인으로 유입되어 최종 처리수의 수질을 악화시키는 것을 방지할 수 있다.

이때, 사구역방지경사부(420)의 단부에는 침전되는 오염물을 배출하는 배출부(210)가 구비되고, 스크래퍼(620)에 의해 수집된 슬러지는 배출부(210)로 배출시킬 수 있다.

본 실시예에서는 침전슬러지제거부(600)를 무한궤적운동하는 체인(610)과 스크래퍼(620)로 구성하였지만 부상침전조(200) 바닥에 차압식 자동 슬러지 수집기가 설치될 수도 있다. 차압식 자동 슬러지 수집기는 프로그램화된 Logic Controller에 의해 자동운전되는 수중 슬러지 수집기로써, 설치가 간단하고 빠른 슬러지 제거와 고농도의 고형물을 제거할 수 있다.

부상침전조(200)에서 오염물과 분리된 처리수는 유출집수부(700)에 의해 후단 공정 및 최종 방류구역으로 이송된다. 유출집수부(700)는 부상침전조의 하부에 구비되는 다공관 파이프(710)와 다공관 파이프(710)에 연결되는 블록형 집수조(720)를 포함한다.

도 4에서 도시된 바와 같이 부상침전조(200)와 블록형 집수조(720) 사이에는 부상스컴제거부(500)에 의해 수집된 스컴이 배출되는 스컴배출부(220)가 구비되고, 다공관 파이프(710)는 스컴배출부(220)를 관통하여 블록형 집수조(720)에 연결된다.

이때, 다공관 파이프(710)는 침전슬러지제거부(600)와 간섭되지 않는 높이에 구비되며 블럭형 집수조(720)는 부상침전조(200) 내의 수류 흐름을 최대한 고려하여 유출집수부(700)에 의해 유출수량을 계산하고 정체구간이 없이 설계된다.

한편, 도 7에서 도시된 바와 같이 가압수공급부(310)는 고압의 가압수를 고도산화처리하는 고도산화처리부(800)를 포함한다.

이때, 가압순환수를 제조하기 위한 공정에서 가압탱크(314)에 일반적인 가압부상은 공기를 가압시키지만, 본 실시예에서는 고도산화처리부(800)에 의해 일반적인 공기 대신 오존 가스, 이산화탄소 가스 등의 산화를 촉진시킬 수 있는 가스를 가압시킨 가압순환수를 이용하여 부상침전조(200)의 플록들을 부상시켜 제거하는 동시에 산화성가스에 의해 유기물 등을 산화처리하여 유기물 농도를 낮추고 살균, 소독 등의 처리효율을 높인다.

고도산화처리부(800)는 가압수공급부(310)에 산화성가스를 공급하는 산화성가스공급부(810) 및 산화성가스공급부(810)의 산화성가스에 광분해반응을 유도하는 자외선접촉부(820)를 포함한다. 본 실시예의 산화성가스공급부(810)는 오존발생기(812)와 오존발생기(812)에서 생성된 오존을 저장하는 오존저장탱크(814)와, 오존저장탱크(814)의 오존을 가압탱크(314)에 가압하여 전달하는 오존가압기(816)를 포함한다.

자외선접촉부(820)는 단순한 산화성가스에 의한 처리에 더하여 산화성가스 가압수 제조라인에서 가압탱크(314)에 오존가스 등을 주입하는 라인에 관로형으로 구비된다. 이는 오존 또는 오존과 자외선에 의한 광분해반응을 유도하고, 이어 산소원자가 가압탱크(314)에서 생성된 오존가압수 내의 물분자와 결합하여 과산화수소가 생성되며, 후속으로 수산화(OH-) 라디칼을 형성하게 된다. 다시 말해 오존이 자외선 에너지에 의해 광분해되는 초기반응의 결과로 과산화수소가 중간물질로 생성되고, 이것은 연속적으로 수산화라디칼로 광분해되어 오존 단독 처리공정보다 더 강력한 산화력을 가질수 있다.

이때, 자외선접촉부(820)는 가압수 제조라인에서 가압탱크(314)의 전측에 마련되며, 자외선접촉부(820)의 자외선영역은 250~310nm에서 반응시키며 수류 흐름에 수평으로 하나 또는 다수의 램프가 있는 폐쇄형광(closed-channel) 형태로 설치되어 진다.

또한, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치의 고도산화처리부의 변형예로서, 도시된 바와 같이 오존저장탱크(814)와 오존가압기(816) 사이에 구비될 수 있다. 이는 가압탱크(314)에 오존가스를 주입하기 직전에 자외선접촉부(820)를 설치하여 오존가스와 자외선을 먼저 반응시켜 가압탱크(314)에 유입시킨다. 이로 인해, 직접적인 오존화, 광분해 혹은 수산화라디칼을 이용한 반응을 통하여 화합물을 분해할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치는 하수, 폐수, 정수 및 기타 오염수 처리에 있어 일반적인 가압부상방식으로 처리하는 것에 대한 한계를 극복하기 위한 기술로써, 기술적인 측면에서는 컴팩트하게 설치할 수 있고, 교반기에 형상의 개선하여 응집효율을 극대화하여 처리효율을 향상시키며, 가이드부에 의해 부상침전조의 사구역을 제거하여 유지관리 및 처리효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 안정적인 미세기포 발생, 부상스컴제거부와 유출집수부의 개선과, 침전되는 오염물을 제거하는 침전슬러지제거부를 통해 가압부상에 대한 전체적인 처리효율을 향상시킬 수 있다. 이와 더불어 일반적인 가압부상 기술에 오존등의 산화성가스의 주입과 자외선접촉부의 접목으로 가압부상의 처리효율 한계를 극복하여 보다 고도화되고 처리하기 어려운 물질에 대해 처리가 가능함으로써, 높은 효율의 처리수 수질을 얻을 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 수처리장치 100 : 교반부
110 : 급속교반부 120 : 완속교반부
121 : 응집조 122 : 제1응집조
123 : 제2응집조 124 : 격벽
124a : 유로 125 : 교반기
126 : 구동모터 127 : 교반축
128 : 수평패들 129 : 수직패들
200 : 부상침전조 210 : 배출부
220 : 스컴배출부 300 : 기포발생부
310 : 가압수공급부 312 : 펌프
314 : 가압탱크 316 : 콤프레셔
320 : 미세기포분사부 322 : 분기배관
323 : 가압수유입밸브 324 : 분사관
326 : 감압관 330 : 역세척부
332 : 역세밸브 334 : 수위센서
336 : 제어부 400 : 가이드부
410 : 부상안내경사부 420 : 사구역방지경사부
500 : 부상스컴제거부 510 : 블레이드
600 : 침전슬러지제거부 610 : 체인
620 : 스크레퍼 700 : 유출집수부
710 : 다공관 파이프 720 : 블록형 집수조
800 : 고도산화처리부 810 : 산화성가스공급부
812 : 오전발생기 814 : 오존저장탱크
816 : 오존가압기 820 : 자외선접촉부

Claims

약품을 원수와 교반하여 처리대상수를 생성하는 교반부;
상기 교반부에서 생성된 상기 처리대상수를 오염물과 처리수로 분리하는 부상침전조;
상기 부상침전조에 구비되어 상기 처리대상수의 오염물이 부유하도록 고압의 가압수를 분사하여 기포를 발생시키는 기포발생부;
상기 고압의 가압수를 고도산화처리하는 고도산화처리부; 및
상기 부상침전조에서 상기 오염물과 분리된 처리수를 처리하는 유출집수부를 포함하고,
상기 부상침전조에는 상기 기포발생부에서 발생된 기포에 의해 부상하는 상기 오염물을 안내하고, 상기 부상침전조의 사구역을 제거하는 가이드부가 구비되고;
상기 가이드부는 상기 부상침전조의 바닥면에 구비되며, 상기 기포발생부에 의해 상기 오염물이 부상하도록 상방으로 경사지게 형성되는 부상안내경사부; 및
상기 부상안내경사부에 연이어 형성되고, 상기 부상안내경사부의 상단에서 하방으로 경사지게 형성되는 사구역방지경사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리장치.
제 1항에 있어서,
상기 교반부는 상기 원수에 상기 약품을 주입하여 급속혼합하는 급속교반부; 및
상기 급속교반부에서 공급되는 상기 원수와 상기 약품을 체류시켜 완속교반하는 완속교반부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리장치.
제 1항에 있어서,
상기 기포발생부는 고압의 가압수를 공급하는 가압수공급부; 및
상기 가압수공급부에서 공급되는 고압의 가압수가 상기 부상침전조로 배출되어 미세기포를 형성하는 미세기포분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리장치.
제 3항에 있어서,
상기 미세기포분사부는 상기 가압수공급부와 연결되고, 복수개로 분기되는 분기배관;
상기 분기배관의 각각에 구비되어 상기 가압수공급부에서 공급되는 고압의 가압수를 분사시키는 분사관; 및
상기 분사관의 둘레를 감싸며, 상기 분사관을 통해 토출되는 고압의 가압수를 감압시키는 감압관을 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리장치.
제 4항에 있어서,
상기 미세기포분사부는 상기 미세기포분사부의 폐색을 방지하는 역세척부를 포함하고;
상기 분기배관에는 가압수유입밸브가 구비되며;
상기 역세척부는 상기 분기배관에 구비되는 역세밸브;
상기 미세기포분사부의 폐색을 감지하도록 가압탱크에 구비되는 수위센서; 및
상기 수위센서의 감지값에 의해 상기 가압수유입밸브와 상기 역세밸브를 단속하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리장치.
제 5항에 있어서,
상기 고도산화처리부는 상기 가압수공급부에 산화성가스를 공급하는 산화성가스공급부; 및
상기 산화성가스공급부의 산화성가스에 광분해반응을 유도하는 자외선접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리장치.
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