KR101281514B1 - 마이크로버블 유닛과 경사판 구조를 갖는 가압 부상식 오염수 처리방법 - Google Patents

Abstract

본원은 마이크로버블을 오염된 수중에 공급하게 되면 마이크로 버블의 미세기포가 표면장력의 작용에 의해 수중에 급속이 용해되어 용존산소(DO, Dissolved oxygen)를 높여 수 처리 효율을 높이는 원리를 이용하여 신속한 분리공정이 수행되고 좁은 공간 범위에서 부상분리조 상부로 부상되는 스컴을 신속히 배출/제거시키기 위해 하부로 개구된 구조를 갖는 격벽 안쪽으로 스컴제거기를 갖는 가압 부상식 오염수 처리방법 및 오염수 처리시스템에 관한 것이다.
본원에서 적용되는 부상분리조는 격벽을 중심으로 전단부와 후단부로 구분되는 구조를 이루고, 전단부와 격벽 사이에는 다수개의 경사판이 수중에 내장/설치되는 구성을 이루며, 부상분리조 상부로는 부상되는 스컴을 배출/제거하기 위한 스컴제거기를 갖고, 부상분리조의 전단부 및 후단부의 하부는 홉버가 형성되어 침강되는 부유물질을 외부로 배출할 수 있는 구조를 이루고, 부상분리조의 중상부에서 처리대상 오염원 물이 유입되고 부상분리조의 중하부에서 마이크로버블을 형성한 초미세기포수가 마이크로버블노즐에 의해 조절/공급되는 구성을 이루어서 부상분리조 내부에서 경사판에 의해 수(水) 면적을 확보하며 침전과 부상이 신속하게 완결되는 구성을 갖는다.

Description

마이크로버블 유닛과 경사판 구조를 갖는 가압 부상식 오염수 처리방법{A pressure float type polluted water treatment method using microbubble unit and slanted plate sturcture}

본 발명은 마이크로버블 유닛과 경사판 구조를 갖는 가압 부상식 오염수 처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 처리대상 오염수가 부상분리조로 유입되고 부상분리조의 처리수에 공기를 용해시켜 기체 과포화 상태의 가압용해수를 만들어 부상분리조로 재순환시키는 구성을 포함하여 이루어지는 가압 부상식 오염수 처리방법 및 오염수 처리시스템에 관한 것이다.

오염된 수질을 정화하기 위한 수단으로서는 물리, 화학적 공정과 생물학적 공정으로 대별할 수 있는바, 물리, 화학적공정인 경우 화학약품을 사용하여 오염물질을 응집, 침전 후 여과하거나 수중의 오염물질을 화학약품으로 산화 처리하고자 하는 것으로서, 수처리 효율이 높을 뿐만 아니라 수 처리 시간이 대체적으로 짧다는 장점을 갖고 있으나 화학약품을 다량 사용해야 하며, 다량의 슬러지 발생에 의한 수처리 비용이 상승되며, 높은 설비 투자비용이 소요된다는 문제점이 있다.

또한 생물학적 공정인 경우, 호기성 및 혐기성 미생물을 이용하여 수중에 오염된 유기물질을 분해시키는 것으로 일반적으로 생물학적 공정에 의한 수 처리를 할 경우 혐기성 처리법 보다는 살수여과법, 산화지법, 회전원판법, 활성오니법 등의 호기성 처리법을 선호하고 있다.

수처리 공정 중 생물학적 공정을 이용할 경우 화학약품의 사용을 최소화하면서 수중에 오염된 유기물을 제거할 수 있어 물리, 화학적 공정에 비해 2차 오염을 감소시킬 수 있다는 장점을 갖고 있으나, 미생물에 의한 유기물의 분해속도가 늦을 뿐만 아니라 수중에 미생물을 사멸시킬 수 있는 유독물질이 포함될 경우 생물학적 공정이 적용될 가능성이 희박하며, 난분해성 물질 제거가 불가능하기 때문에 지구상의 모든 생명체가 청정한 수질환경에서 살아가고 유지되기 위해서는 수질 보호는 물론 보다 효과적이고, 우수한 수처리 기술의 개발이 필요하다.

일반적으로 생물학적 부상법은 오,폐수를 처리함에 있어서 수중의 고형물 입자를 수면에 부상시켜 제거하는 방법으로 크게 중력식 부상과 기포식 부상법으로 나눌 수 있으며, 중력식 부상은 물보다 밀도가 아주 작은 기름 등의 유분에 한하여 적용 가능하며, 부상이라 함은 주로 기포식 부상을 의미하는 경우가 많다.

기포식 부상법은 분리하고자 하는 입자에 기포를 부착시켜 부상속도를 현저하게 높이는 방법으로 물보다 밀도가 높아서 침강하는 입자라도 기포를 부착시키게 되면 부상 분리가 가능하게 되는 장점을 갖는다.

미세기포를 수 처리에 이용하는 기술은 물과 공기만을 이용한 친환경적 에네지원으로 우유 빛 버블이 미세한 거품상으로 연속으로 터져 수중에서 축소해 소멸하여 수중에 완전 용해되면서 오염원인 현탁입자에 미세기포를 부착시켜 신속한 부상 및 분리효과를 높이기 위하여 많은 연구가 이루어지고 있다.

미세기포를 이용하고자 하는 관련 선행기술을 살펴보면, 등록특허 제 0919367호에 '고효율 기체용해탱크를 이용한 부상분리장치'가 개시되어 있고, 또한 등록특허 제 0989779호에 '고농도 포화수 제조기를 구비한 마이크로버블 부상장치'에 관한 기술이 개시되어 있다.

그러나 등록특허 제 0919367호의 미세기포 제조방식은 공기 이젝터 구조를 이용하는 것이고, 등록특허 제 0989779호의 미세기포 제조방식은 에어를 컴프레서로 주입하여 미세기포화 시키는 구성으로서 제조원가와 에너지 비용이 상승하는 경제적 문제점을 갖는다.

등록특허 제 0989779호에 개시된 선행기술을 도 1로 제시하여 그 구성을 살펴보면, 응집조(1)의 원 폐수가 부상분리조(2)로 유입되고, 상기 부상분리조(2) 내의 처리수를 수집하기 위한 처리수수집구(3)가 상기 부상분리조(2)의 하부에 배치되며, 상기 부상분리조(2)의 처리수 상부에 부유되는 스컴층을 외부로 배출하기 위한 스컴제거기(4)를 구비하고 있으며, 고농도 포화수 제조기를 구비한 미세기포 부상장치 및 응집조(1)의 원 폐수가 부상분리조(2) 전면에 형성된 좁은 부상공간(2a)으로 유입시켜 반응시키는 구성으로서, 물에 공기가 용해된 포화수를 제조하는 포화수 제조기(8)에서 유출되는 공기 과포화 순환수(6)가 미세기포발생기(9)를 통하여 부상분리조(2)의 부상공간(2a)으로 공급되고, 상기 미세기포발생기(9)에서 유출되는 공기 과포화 순환수가 상기 부상탱크(2)의 부상공간(2a) 내에서 미세기포를 발생하게 되며, 이에 따라 상기 응집조(1)의 원 폐수 내의 부유물질에 미세기포가 부착되어 부상분리조(2)의 부상공간(2a)의 상부에 부유물질이 쉽게 부상되어 부상탱크(2)의 중앙부로 이동하게 되는 구성을 설명하고 있고, 또한 컴프레서(7)에서 유출되는 압축공기가 상기 기체용해탱크(6) 내에 압축 공급공기를 용해하는 구조로 밀폐형 기체용해탱크(6) 내부로 공기용해노즐(7a)이 마련되고, 부상탱크(2) 내의 처리수를 이송하는 처리수펌프(5)의 출구측 파이프(5a)가 상기 공기용해노즐(7a)의 입구와 연결되고, 컴프레서(7)에서 유출되는 압축공기가 상기 기체용해탱크(6) 내에 압축공기를 공급되는 구조로 이루어지는 구성을 설명하고 있다.

그러나 상기의 부상분리조(2) 구조에서는 유입되는 폐수와 미세기포가 반응하는 공간이 부상공간 격벽(2a)의 좁은 공간 내부에서 폐수와 미세기포가 접촉할 수 있게 됨으로 미세기포와 현탁입자가 접촉할 수 있는 충분한 수(水) 면적을 제공하지 못하여 분리효율이 낮아지게 되는 문제점과 유입되는 폐수의 오염원 주위로 미세기포가 부착되면서 일부는 침전되고 일부는 부상되는 작업을 안정적으로 반복할 수 있는 공간을 제공하지 못하는 문제점을 가지며, 또한 상기 부상분리조(2) 구조에서는 상부로 부유하는 부상물이 부상분리조(2) 수면 전부에 퍼지는 문제점을 가지며, 더욱 큰 문제점은 부상분리조(2)에서 부유되지 않고 남게 되는 침전슬러지에 대한 아무런 처리대책이나 배출대책을 제시하고 있지 않은 문제점을 갖는다.

또한 상기의 부상분리조(2) 구조에서는 처리수를 수집하기 위한 처리수수집구(3)가 상기 부상분리조(2)의 하부에 배치되는 구성을 갖는바, 부상분리조(2)에서 부유되지 않고 남게 되는 침전슬러지가 처리수수집구(3)를 막고 방해하기 때문에 이들을 수시로 제거해줘야 하는 문제점이 있고 이러한 침전슬러지가 처리수수집구(3)를 통해 순환수로 흡입되는 경우 처리효율을 낮추는 결과를 제공하고 또한 잦은 고장을 유발하는 원인이 된다.

본 발명은 종래 기술의 제반 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명은 오염수 처리시설의 설치면적을 최소화하면서 고장 발생율이 없이 안정적으로 운전이 가능한 오염수 처리방법 및 오염수 처리시스템을 제공하고자 하는 과제를 인식하여 시작된 발명이다.

본원은 마이크로버블을 오염된 수중에 공급하게 되면 마이크로 버블의 미세기포가 표면장력의 작용에 의해 수중에 급속이 용해되어 용존산소(DO, Dissolved oxygen)를 높여 수 처리 효율을 높이는 원리를 이용하고, 오염수가 부상분리조로 유입될 때 마이크로버블을 공급하면서 부상분리조 내부에 다수개의 경사판을 내장시켜 수(水) 면적을 높여주는 구조를 이루어서 신속한 분리공정이 수행되도록 하고 부상분리조 상부로 부상되는 부유스컴층을 좁은 공간 범위로 몰아서 신속히 배출/제거시키기 위해 하부로 개구된 구조를 갖는 격벽을 마련하고 격벽 안쪽으로 스컴제거기를 마련하여 신속하게 부유스컴층을 제거하는 구조를 갖는 가압 부상식 오염수 처리방법 및 오염수 처리시스템을 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명은 처리대상 오염수 예를 들어, 약품이나 응집제가 주입된 오염수가 부상분리조로 유입될 때 동시에 부상분리조의 저부에서는 기체 과포화 상태의 물을 마이크로버블화시켜 보내줌으로 짧은 시간에 분리효과를 높이는 방법으로 적용된다.

즉, 본원의 가압 부상식 오염수 처리 시스템은 하부로 개구된 구조를 갖는 격벽을 중심으로 전단부와 후단부로 구분되는 구조를 이루는 부상분리조를 이용하여 수행하게 되는바, 부상분리조의 전단부 상부로 형성되는 부유물, 스캄층을 외부로 배출하기 위한 스컴제거기를 갖고, 부상분리조의 전단부와 격벽 사이에서 수중으로 다수개의 경사판을 설치하여 수(水) 면적을 높여주는 구조를 이루고, 부상분리조의 전단부 및 후단부에 형성되는 침강물을 외부로 배출하기 위한 상광하협 구조의 홉버 및 오니이송펌프를 갖는 구성으로 제공될 수 있다.

상기의 구성을 이루는 부상분리조의 유입부에는 예를 들어, 부상분리조 수중 높이가 약 3m 정도로 가정하는 경우 수심 약1/3 지점 정도의 중상부 위치에 처리대상 오염수가 유입되고, 부상분리조 수중 높이의 약2/3 지점 정도의 중하부 위치에 마이크로버블을 형성한 초미세기포수가 마이크로버블노즐에 의해 조절/공급되는 구성을 이루고 수심 1/3 ~ 2/3 사이에는 다수개의 경사판이 내장되어 수 면적을 높여주는 구조를 이루어서 분리공정이 수행되는바, 부상분리조의 수중에 설치되는 경사판은 물결모양(일종의 슬레이트의 굴곡 모양)을 이루어서 부상분리조로 유입되는 오염원 주위로 마이크로버블이 부착되면서 일부는 침전되고 일부는 부상되는 작업을 안정적으로 반복하도록 수(水) 면적을 확보해주도록 제공된다.

본원에서 사용하는 마이크로버블은 서서히 부상하는 플록에 미세기포가 부착되어 물과 플록과의 비중차를 더욱 높여 급속한 속도로 부상하게 만들고 단기간 내에 플록을 부상 오,폐수의 부상조 내 체류시간을 줄일 수 있어서 부상조의 크기를 줄일 수 있는 효과와 신속한 분리효율을 얻을 수 있는 잇점이 있으며, 부상분리조 표면으로 상승한 부유물은 스컴제거기로 외부로 신속히 배출되고, 물보다 비중이 높은 침강물은 홉버의 경사각을 따라 하부에 모여 오니이송펌프에 의해 오니저류조로 보내지게 된다.

상기의 공정으로 부상분리조에서 정화처리된 맑은 물은 처리수조로 보내지고, 처리수조의 물은 방류수질기준을 첵크하여 생활용수/음용수로 공급되거나 또는 하천으로 방류되거나 또 다른 공정수로 이용될 수 있으며, 본원에서는 처리수조에 보관된 물 중 일부의 물을 순환수로 재이용하게 되는바, 처리수조에 보관된 물 중 일부의 물은 미세기포발생펌프를 경유하며 공기를 함유/압착시켜 기체 과포화 상태로 이송/저류되는 가압용해조로 보내지며, 가압용해조의 기체 과포화 상태의 가압용해수는 마이크로버블조절노즐을 통과하면서 마이크로버블화되어 다시 부상분리조로 보내지는 재순환구조를 이루게 되는 기술구성을 통하여 본원의 목적을 달성할 수 있다.

즉, 본원의 기술사상은 처리대상 오염수가 부상분리조로 유입되고 부상분리조의 처리수에 공기를 용해시켜 기체 과포화 상태의 가압용해수를 만들어 부상분리조로 재순환시키는 구성을 포함하여 이루어지는 가압 부상식 오염수 처리방법에서, 부상분리조가 격벽을 중심으로 전단부와 후단부로 구분되는 구조를 이루고,전단부와 격벽 사이에는 다수개의 경사판이 수중에 내장/설치되는 구성을 이루며, 부상분리조 상부로는 부상되는 스컴을 배출/제거하기 위한 스컴제거기를 갖고, 부상분리조의 전단부 및 후단부의 하부는 홉버가 형성되어 침강되는 부유물질을 외부로 배출할 수 있는 구조를 이루고, 부상분리조의 중상부에서 처리대상 오염수가 유입되고 부상분리조의 중하부에서 마이크로버블을 형성한 초미세기포수가 마이크로버블노즐에 의해 조절/공급되는 구성을 이루어서 부상분리조 내부에서 경사판에 의해 수(水) 면적을 확보하며 침전과 부상이 연속적으로 수행되는 구성을 포함하여 제공되는 가압 부상식 오염수 처리방법 및 가압 부상식 오염수 처리시스템에 관한 것이다.

본원의 기술사상이 적용되는 부상분리조는 전단부와 후단부 사이에 설치되는 격벽은 하부로 개구된 구조를 갖도록 제공되고, 부유물이 부상분리조의 후단부까지 이루지 않게 하는 특징을 가지며, 만약의 경우에 부상분리조의 후단부에 뒤늦게 부유물이 발생하는 경우를 대비하기 위하여 후단부에는 상부로 개구부를 갖는 격벽을 중심으로 전실과 후실로 구분되어 제공될 수 있고 후실의 일측벽에 '┗ ' 자 형상의 슬러지 배출구를 갖도록 제공될 수 있다.

또한 본원의 부상분리조에 설치되는 스컴제거기는 전단부의 상부에 설치되는 구성을 이루고, 스컴제거기의 스크래퍼의 저부가 오염수가 유입구쪽으로 회전하는 구조를 이루어서 오염수가 유입부쪽으로 스컴부유물의 배출부를 갖도록 제공되어 부상분리조 내부에서 생성되는 부유물을 신속하게 제거하는 효과를 갖도록 제공될 수 있다.

본원에서는 마이크로버블이 오염된 수중에 공급하게 되면 마이크로 버블의 미세기포가 표면장력의 작용에 의해 수중에 급속이 용해되어 용존산소(DO, Dissolved oxygen)를 높여 수 처리 효율을 높이는 원리를 이용하고자 하는 발명으로, 본원에서는 오염수가 부상분리조로 유입될 때 마이크로버블을 동시 공급하면서 부상분리조 내부에 다수개의 경사판을 내장시켜 수 면적을 높여주는 구조를 이루어서 신속한 분리공정이 수행되고 좁은 공간 범위에서 부상분리조 상부로 부상되는 스컴을 신속히 배출/제거시키기 위해 하부로 개구된 구조를 갖는 격벽 안쪽으로스컴제거기를 갖는 가압 부상식 오염수 처리방법 및 오염수 처리시스템을 통하여 오염수 처리시설의 설치면적을 최소화하면서 고장 발생율이 없이 안정적으로 운전이 가능한 오염수 처리방법 및 오염수 처리시스템을 제공하는 효과를 갖는다.

도 1 : 종래기술의 일 적용예를 나타낸 부상분리조의 예시도.
도 2a : 본원 기술사상이 적용되는 가압 부상식 오염수 처리시스템 전체 흐름도.
도 2b : 본원의 부상분리조에 내장되는 경사판 적용 예시도.
도 2c : 본원의 부상분리조에 설치되는 스컴제거기의 적용예시도
도 2d : 본원의 부상분리조에 초미세기포수를 공급하는 마이크로버블노즐 예시도.

이하 본원의 기술사상을 구현하기 위한 발명의 적용예를 겸하여 본원 기술사상의 구현양태를 도면으로 제시하여 설명하고자 하는바, 본 출원의 명세서나 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 될 것이며, 본원의 보호범위는 발명의 기술사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이고, 또한 하기의 도면으로 제시되는 적용예는 본원의 목적을 달성하기 위한 하나의 실시양태를 제시한 것에 불과할 뿐이고 본원의 기술사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.

도 2는 본원의 기술사상이 적용되는 가압 부상식 오염수 처리시스템을 나타내고자 한 것으로, 도 2a에서는 본원의 기술사상이 적용되는 가압 부상식 오염수 처리시스템에서 부상분리조(20)와 관련된 전체 흐름도를 나타낸 것이고, 도 2b는 부상분리조(20)에 내장되는 경사판(30)만을 분리하여 경사판의 설치적용되는 예시도를 나타낸 것이며, 도 2c는 부상분리조(20)에 상부에 설치되는 스컴제거기(40)의 작동 양태를 설명하기 위한 도면을 나타낸 것이며, 도 2d는 본원의 부상분리조(20)에 마이크로버블을 형성한 초미세기포수를 공급해주는 마이크로버블노즐(70)을 분리하여 나타낸 것이다.

본원의 기술사상이 적용되는 가압 부상식 오염수 처리시스템은 경사판(30) 및 스컴제거기(40)를 포함하는 부상분리조(20)에 처리대상 오,폐수(10)가 유입구(11)를 통해 공급되고, 마이크로버블을 형성한 초미세기포수가가 마이크로버블러(76)에 의해 부상분리조에 유입되어 부유와 침강을 반복한 후 상부로 부상되는 부유물은 스컴제거기(40)를 통하여 외부로 배출/제거되고, 부상분리조(20)에서 하부로 침강되는 오니슬러지물은 하부 홉버(25a, 25b, 25c)로 모여 오니저류조(80)로 배출되는 기본구성을 가지며, 부상분리조(20)에서 정화처리된 물은 처리수조(50)로 보내지며, 처리수조에 있는 물은 방류수질기준에 적합 여부를 확인하여 생활용수로 공급되거나 또한 하천으로 방류되거나 또는 제 3의 사용처에 처리용수로 공급될 수 있으며, 처리수조에 있는 물의 일부는 본원의 가압 부상식 오염수 처리시스템에 순환수로 재순환되어 사용되는바, 순환수의 이송 중에 외부공기를 흡입/혼합시키는 미세기포발생펌프(61)를 거처 기체 과포화 상태의 가압용해수를 만들어 가압용해조(60)로 보내지며, 가압용해조에 있는 가압용해수는 마이크로버블노즐(70)을 거쳐 마이크로버블을 형성한 초미세기포수가 부상분리조(20)로 보내지는 순환시스템을 이루며 운전된다.

본원에서 제공되는 부상분리조(20)는 입수부 쪽의 외벽(21)과 출수부 쪽의 외벽(22) 사이에 하부로 개구된 구조를 갖는 중앙격벽(23)을 중심으로 전단부(20a)와 후단부(20b)로 구분되는 구조를 이루고, 입수부 쪽의 외벽(21)과 중앙격벽(23) 사이에는 경사판(30)이 수중에 내장/설치되는 구성을 이루어서 수 면적을 높여주도록 제공되며, 입수부 쪽의 외벽(21)과 중앙격벽(23) 사이의 전단부(20a) 상부에는 부상되는 스컴을 외부로 배출/제거하기 위한 스컴제거기(40)가 입수부 쪽의 외벽(21) 쪽을 향하여 배출부를 갖도록 제공되고, 입수부 쪽의 외벽(21) 외측으로 스컴배출로(26)를 형성하는 안내벽(27)을 갖는 구조로 제공되고, 부상분리조 (20)의 전단부(20a)와 후단부(20b)의 하부는 홉버(25a, 25b, 25c)가 형성되어 침강되는 오니슬러지물을 외부의 오니저류조(80)로 배출할 수 있는 구조의 부상 분리시스템으로 제공될 수 있음을 나타내고 있다.

또한, 상기 부상분리조의 후단부(20b)는 전체가 하나의 공간으로 제공되고 하부 홉버도 하나로 제공될 수 있으나, 상부로 개구부를 갖는 격벽(24)을 중심으로 전실(20b')과 후실(20b")로 구분되는 구조로 설치되는 것이 분리효율을 높일 수 있으며, 후실(20b")을 이루는 출수부 쪽의 외벽(22)의 내측으로 '┗ ' 자 형상의 월류벽 형태의 슬러지 배출구(28)를 갖는 구성의 부상 분리시스템으로 적용될 수 있음을 나타내고 있다.

본원의 부상 분리시스템에서 부상분리조(20)의 중상부 오,폐수유입구(11)에서 처리대상 오염수(10)가 유입되고, 부상분리조의 중하부에서 마이크로버블을 형성한 초미세기포수가 버블러(76)에 의해 공급되는 구성을 이루고 부상분리조 내부에서 경사판에 의해 수(水) 면적을 확보하며 침전과 부상이 반복되며 짧은 시간 안에 부유물과 침강물로 신속히 분리되는 효과를 얻을 수 있는바, 부상분리조에 설치되는 경사판(30)은 물결모양의 굴곡부를 갖도록 제공되는 경우 완벽한 수류층 (laminar flow)을 형성하여 오염물질이 수류(水流)를 통하여 안전하게 부상 및 침전하는 안전지대를 제공하는 효과를 갖는다.

본원의 부상 분리시스템에서 부상분리조(20)에 마이크로버블을 형성한 초미세기포수를 공급하는 구성에 대하여 설명하여 보면, 순환수로 사용되는 물의 이송 중에 외부공기를 흡입시키는 미세기포발생펌프(61)를 거처 기체 과포화 상태의 가압용해수를 만들어 가압용해조(60)로 보내주게 되는바, 미세기포발생펌프(61)는 베인펌프 또는 웨스코펌프(westco rotary pump) 타입으로 제공되어 임펠라의 회전시 날개와 유체가 충돌하며 공기를 기포형태로 흡수하며 순환수 중에 유입시켜 순환수와 공기가 혼합된 상태로 하나의 배관 및 입수구(62)을 통해 가압용해조(60)로 유입되며, 가압용해조(60)는 내부공간을 복수의 공간으로 분할하는 다수의 칸막이 구조나 또는 다수의 구멍이 형성된 판 형태로 제공되어 혼합유체의 유동에 난류가 발생되도록 하여, 유체 내에 보다 작게 미립자화된 기포를 만들어주도록 제공되며, 가압용해조(60) 상부로는 저압압력조절센서(63), 고압압력조절센서(64), 압력게이지(65) 및 기체배출밸브(66) 등을 갖추고 저압 및 고압압력조절센서(63, 64)는 가압용해조(60)의 내부압력을 측정하여 제어하게 되는바, 고압압력조절센서(64)는 가압용해조의 내부압력이 기 설정된 압력범위를 초과할 때 제어신호를 송출하는 구실을 하게 되고 저압압력조절센서(63)는 기 설정된 최저압력에 도달하거나 이에 미달하면 제2제어신호를 송출하는 등으로 제어되며 기체배출밸브(66)는 가압용해조 상부에 설치되어, 가압용해조로 공급되는 혼합 유체 내에 과다하게 포함된 공기를 외부로 배출시키는 안전밸브 구실을 하며, 전체 가압용해조(60)가 입력된 제어기준에 따라 안전하게 운행되도록 제어시스템을 이루게 되며, 가압용해조(60)에 있는 가압용해수는 마이크로버블노즐(70)에 의해 부상분리조(20)로 마이크로버블을 형성한 초미세기포수를 공급하게 되는 순환시스템을 이루게 된다.

따라서 도 2a에 제시되는 본원의 가압 부상식 오염수 처리시스템에는 예를 들어 순환수가 계속 돌아가는 정상조업이 실시되는 경우를 가정하면, 1일 1톤의 유입 오염수가 들어오는 경우 이를 신속히 분해시켜 부유물은 스컴제거기(40)로 스컴배출로(26)를 통하여 а1만큼 외부로 배출시키고, 침전오니 슬러지는 홉버(25a, 25b, 25c)에 모여 외부의 오니저류조(80)로 배출되는 а2만큼의 오니가 배출된 후 1톤 -(а1 + а2) 양 만큼의 정화수를 처리수조(50)를 통하여 외부로 배출하도록 기능하면서 가압 부상식 오염수 처리시스템은 계속 반복/재순환되는 시스템을 이루게 된다.

도 2b는 본원의 부상분리조(20) 내부에 내장.설치되는 경사판(30)의 적용모델을 나타낸 것으로, 양 측부로 ㄷ 형상으로 오목홈을 갖는 좌,우 프레임(32, 33)을 이용하여 양측으로 하나의 경사판체(31)를 ㄷ 자의 오목홈(32a)에 내장시켜 조립시키는 수단으로 단위 경사판을 얻고, 단위 경사판 다수개(도 2b에서는 단위 경사판 5개가 결합된 구조로 도시됨)의 외곽을 4각 프레임(34)으로 감싸 고정시켜 경사판(30)구조를 만들 수 있으며, 경사판(30)을 부상분리조(20) 내부에 내장/설치할 때는 경사판(30)이 수중 수평면에서 약 45±10°범위의 경사각을 갖도록 비스듬히 세워 고정될 수 있는 구조로 4각 프레임(34)을 이루고 4각 프레임의 일측 단부에서 양측으로 몇 단계의 지지축(35a, 35b, 35c)을 연장시키는 구조를 이루어서 부상분리조의 일측 벽면에 고정되기를 원하는 지지축(도면에서는 34c)의 체결공(35)을 이용하여 부상분리조의 일측 벽에 고정시키는 수단으로 적용될 수 있음을 나타낸 것이다.

도 2c는 본원의 부상분리조(20) 내부에서 전단부(20a)의 상부에 스컴제거기(40)가 설치되고 부상분리조(20) 입수부 쪽 외벽(21) 쪽으로 배출부를 형성하도록 제공되는 구성을 나타낸 것으로, 회전축(41)에 따라 회전하는 이송날개(42)가 화살표 방향으로 회전하면서 전단부(20a)상부로 부유하는 부유스컴층을 외벽(21)의 경사면(21a)를 따라 밀어주면서 스컴배출로(26)로 보내게 되는 실시양태를 나타낸 것이다.

도 2d는 본원의 부상분리조(20) 내부로 마이크로버블을 형성한 초미세기포수를 공급하는 마이크로버블노즐(70) 구성을 나타낸 것으로, 마이크로버블노즐(70)은 가압용해조(60)의 배출관 쪽 프랜지(71)와 부상분리조(20)의 입수부 쪽 프랜지(72) 사이의 필터(73)를 내장하고 필터를 회전시키기 위한 구동수단(74)을 갖는 마이크로버블노즐(70)로 제공될 수 있는바, 가압용해조(60) 내의 혼합유체를 부상분리조(20)로 보내주는 과정에서 마이크로버블노즐(70)을 이용하여 극미세화를 위한 필터를 이용하고 필터는 구동수단(54)에 의해 연속 회전되는 구조를 이루면서 혼합유체에 함유된 이물질을 걸러냄과 동시에 혼합유체의 물 분자와 공기를 더욱 미세하게 분할하는 역활을 하도록 제공될 수 있음을 나타낸 것이다.

따라서 본원의 기술사상은 물과 공기만을 이용한 친환경적 에네지원으로 우유 빛 버블이 미세한 거품상으로 연속으로 터져 수중에서 축소해 소멸하여 수중에 완전 용해되면서 오염원인 현탁입자에 미세기포를 부착시켜 신속한 부상 및 분리효과를 높여주기 위한 오염수 처리시스템으로, 본원의 기술사상은 예를 들어 아프리카나 저개발국가 등에서 강이나 하천이 오염되어 식수원 사용이 어렵게 된 지역이나 기타 수자원은 있으나 음용수로 부적합한 지역의 강이나 하천의 오염된 물을 음용수로 이용하기를 원할 경우 상대적으로 깨끗한 지역의 물은 본원의 부상분리조 유형의 처리시스템만을 거친 후 얻은 처리수를 음용수로 이용할 수 있을 것이며, 상대적으로 오염도가 심한 지역의 물은 본원의 처리공정을 거친 처리수를 최종적으로 침지식 막분리 여과수단을 걸쳐 음용수로 적용할 수 있을 것인바, 적용가능한 막분리 수단은 평막(PF:Plate Frame)이나 중공사막(HF:Hollow Fiber) 중에서 현장의 여건에 따라 선택적으로 적용하여 음용수로 얻어 이용할 수 있는 등 다방면에 적용할 수 있는 기술이다.

10 : 처리대상 오,폐수 11 : 오,폐수유입부
20 : 부상분리조 21 : 입수부외벽
22 : 출수부외벽 23 : 중앙격벽
24 : 상부개구부 격벽 25 : 홉퍼
26 : 스컴배출로 27 : 안내벽
28 : 슬러지 배출구 30 : 경사판
31 : 경사판체 32 : 좌측프레임
33 : 우측프레임 34 : 4각 프레임
35 : 지지축 36 : 체결공
40 : 스컴제거기 41 : 회전축
42 : 이송날개 50 : 처리수조
60 : 가압용해조 61 : 미세기포발생펌프
62 : 입수부 63 : 저압압력조절센서
64 : 고압압력조절센서 65 : 압력게이지
66 : 기체배출밸브 67 : 드레인밸브
70 : 마이크로버블노즐 71 : 배출관쪽 프랜지
72 : 입수부쪽 프랜지 73 : 필터
74 : 구동수단 75 : 공급량조절뱁브
76 : 버블러 80 : 오니저류조

Claims (6)

1. 처리대상 오염수가 부상분리조로 유입되고 부상분리조의 처리수에 공기를 용해시켜 기체 과포화 상태의 가압용해조 처리수를 만들어 부상분리조로 재순환시키는 구성을 포함하여 이루어지는 가압 부상식 오염수 처리방법에 있어서,
   부상분리조(20)가 중앙격벽(23)을 중심으로 전단부(20a)와 후단부(20b)로 구분되며 중앙격벽(23)은 상부는 차단되고 하부로 개구된 구조를 이루면서 전단부(20a)의 수중 공간에 다수개의 경사판(30)이 내장/설치되는 구성을 이루며, 부상분리조의 전단부(20a) 상부에 스컴제거기(40)가 설치되어 상부로 부상하는 스컴을 배출하도록 제공되고, 부상분리조의 전단부(20a) 및 후단부(20b)의 바닥면에는 각각의 홉버가 형성되어 침강되는 부유물질을 외부로 배출할 수 있는 구조를 이루고, 부상분리조(20)에서 정화처리된 정화수가 처리수조(50)로 보내지고 처리수조(50)에 있는 일부의 처리수가 순환수로 미세기포발생펌프(61)를 경유하며 공기를 함유/압착시켜 기체 과포화 상태로 이송/저류되는 가압용해조(60)에서 기체 과포화 상태의 처리수를 마이크로버블화시켜 마이크로버블조절노즐(70)을 통하여 초미세기포수를부상분리조(20)의 전단부(20a) 경사판(30) 저부로 공급하는 구성을 이루어서 부상분리조 내부에서 다수개의 경사판에 의해 수(水) 면적을 확보하며 침전과 부상이 동시에 수행되는 구성을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가압 부상식 오염수 처리방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 부상분리조의 후단부(20b)에는 상부로 개구부를 갖는 격벽(24)을 중심으로 전실과 후실로 구분되고 후실의 일측벽에 '┗ ' 자 형상의 슬러지 배출구를 갖도록 제공되는 것을 특징으로 하는 가압 부상식 오염수 처리방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 부상분리조의 전단부에 설치되는 경사판은 물결모양의 굴곡부를 갖도록 제공되는 것을 특징으로 하는 가압 부상식 오염수 처리방법.
6. 처리대상 오염수를 부상분리조로 유입시키고 부상분리조의 처리수에 공기를 용해시켜 기체 과포화 상태의 가압용해조에서 초미세기포수를 만들어 부상분리조로 재순환시키는 구성을 포함하여 이루어지는 가압 부상식 오염수 처리시스템에 있어서,
   하부로 개구된 구조를 갖는 중앙격벽(23)을 중심으로 전단부(20a)와 후단부(20b)로 구분되며 중앙격벽(23)은 상부는 차단되고 하부로 개구된 구조를 갖는 부상분리조(20);
   부상분리조의 전단부(20a) 상부로 형성되는 부유물을 외부로 배출하기 위한 구성의 스컴제거기(40);
   부상분리조의 전단부(20a) 수중에서 수 면적을 높이기 위해 설치되는 다수개의 경사판(30);
   부상분리조의 전단부(20a) 및 후단부(20b)에 각각 형성되어 침강물을 외부로 배출하기 위한 상광하협구조의 홉버 및 오니이송펌프;
   부상분리조(20)에서 정화처리된 정화수가 처리수조(50)로 보내지고 처리수조(50)에 있는 일부의 처리수가 순환수로 미세기포발생펌프(61)를 경유하며 공기를 함유/압착시켜 기체 과포화 상태로 이송/저류되는 가압용해조(60);
   가압용해조(60)에서 기체 과포화 상태의 처리수를 마이크로버블화시켜 부상분리조(20)의 경사판(30) 저부로 마이크로버블화된 초미세기포수를 공급하는 마이크로버블조절노즐(70)
   을 포함하는 구성을 이루어서 부상분리조에 유입되는 오염수에 초미세기포수가 공급되어 분리공정이 수행되고 부유물은 스컴제거기로 외부로 배출되며 침강물은 홉버에 모여 오니이송펌프에 의해 오니저류조로 보내지는 구성을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가압 부상식 오염수 처리시스템.

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