KR101334995B1 - 나노 및 마이크로 버블을 이용한 하폐수 재이용 중수도 장치 - Google Patents

나노 및 마이크로 버블을 이용한 하폐수 재이용 중수도 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하폐수 재이용 중수도 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 나노 및 마이크로 버블을 이용하여 각 건물 및 하폐수 처리장, 수영장, 목욕탕 등에서 배출되는 하폐수를 원수 수준의 수질로 처리할 수 있는 하폐수 재이용 중수도 장치에 관한 것이다.
본 발명의 나노 및 마이크로 버블을 이용한 하폐수 재이용 중수도 장치는 하폐수가 유입되는 전처리조와, 전처리조에 유입된 하폐수 중에 나노 또는 마이크로 버블을 생성시켜 상기 하폐수의 살균 및 용존산소량을 증대시키는 버블발생유닛과, 전처리조를 통과한 하폐수 중의 이물질을 부상시켜 부유물을 제거하는 부상분리조와, 부상분리조를 통과한 하폐수를 여과시켜 잔존 이물질을 제거하는 여과부를 구비한다.

Description

나노 및 마이크로 버블을 이용한 하폐수 재이용 중수도 장치{Wastewater reclamation and reusing system using nano bubble, micro bublbe}
본 발명은 하폐수 재이용 중수도 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 나노 및 마이크로 버블을 이용하여 각 건물 및 하폐수 처리장, 수영장, 목욕탕 등에서 배출되는 하폐수를 원수 수준의 수질로 처리할 수 있는 하폐수 재이용 중수도 장치에 관한 것이다.
하수 처리장에서 생물학적인 방법을 통해 처리된 후 배출된 하수 처리수는 수질이 양호하고 수량이 풍부하며 안정적이므로, 화장실 세척수, 청소용수, 세차용수, 조경용수 등의 중수로서 매우 유용하다. 따라서 하수 처리장에서 배출된 처리수를 중수로서 재이용하기 위한 많은 방법들이 제안되어 왔다.
이러한 종래의 방법들은 처리수에 잔존된 미생물 플럭(floc) 및 기타 콜로이드를 포함한 부유성 물질을 제거하기 위하여, 응집ㆍ침전법 또는 모래 여과법을 단독으로 사용하거나 2개 이상의 방법을 단계적으로 사용함으로써 처리하는 방법들이었다.
그러나 종래의 이러한 방법들은 매우 큰 부지 면적을 요구하고, 또한 하수 처리수의 재이용시에 문제가 되는 냄새와 색도가 효과적으로 제거되지 못하는 문제점이 있었다. 특히 하수취와 같은 냄새의 경우는 중수 이용자에게 매우 큰 불쾌감을 유발할 수 있으므로, 중수로의 이용에 큰 장애 요인이 되었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 여러 개선 방법이 제시되었다. 그 중에서 한외 여과, 정밀 여과, 역삼투막 여과 등의 방법이 있었으나, 이러한 막 분리 방법은 사용되는 막이 매우 고가일 뿐 아니라, 막의 오염에 의한 처리 효율 감소를 방지하기 위해 최대 처리량의 100배에 달하는 순환 유량을 유지하여야 하므로, 경제적이지 못한 단점이 있었다. 특히 하수 처리장과 같이 대규모의 처리 시설의 경우에는 이러한 막 분리 방법은 적용하기가 매우 어려웠다.
또 다른 개선 방법으로서, 한국 특허 공개 제97-65438호의 "하수 처리수를 재이용하는 중수도 시스템(FCS+Biofilter+RO)의 개발" 이 있다. 이 방법은 플럭 형성지, 침전지, 안정화조, 그리고 미생물에 의한 수처리 공정인 바이오필터 및 염류 제거를 위한 역삼투막법으로 구성된 매우 복잡할 뿐만 아니라 매우 고가인 공정들로 이루어져 있다. 더구나 플럭 형성지와 침전지를 포함하고 있으므로, 소요되는 부지 면적이 매우 클 뿐만 아니라, 생물학적 처리 공정인 바이오필터 공정이 포함되어 있으므로, 동절기와 같이 기온이 낮은 경우에는 처리 효율이 현저히 떨어지고 운전이 매우 어려워지는 문제점이 있다. 또한 역삼투 공정은 매우 고가일 뿐 아니라, 운전 압력이 매우 높고, 순환 유속의 유지가 요구되므로, 매우 비경제적인 단점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 나노 및 마이크로 버블을 이용하여 각 건물 및 하폐수 처리장, 수영장, 목욕탕 등에서 배출되는 하폐수를 처리함으로써 경제적이면서도 원수 수준의 수질로 처리가 가능한 하폐수 재이용 중수도 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 나노 및 마이크로 버블을 이용한 하폐수 재이용 중수도 장치는 하폐수가 유입되는 전처리조와; 상기 전처리조에 유입된 하폐수 중에 나노 또는 마이크로 버블을 생성시켜 상기 하폐수의 살균 및 용존산소량을 증대시키는 버블발생유닛과; 상기 전처리조를 통과한 하폐수 중의 이물질을 부상시켜 부유물을 제거하는 부상분리조와; 상기 부상분리조를 통과한 하폐수를 여과시켜 잔존 이물질을 제거하는 여과부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 부상분리조를 통과한 하폐수에 오존을 주입하기 위한 오존반응부;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 여과부는 하폐수를 가압하여 섬유질 필터를 통과시켜 고형분을 제거하는 가압여과기와, 상기 가압여과기를 거친 하폐수를 활성탄층을 통과시켜 고형분 및 냄새, 유기물을 제거하는 활성탄여과기를 구비하고, 상기 가압여과기는 상기 부상분리조를 통과한 하폐수가 내부로 유입되는 필터하우징과, 상기 필터하우징의 내부 하측에 설치되는 다공성 스크린부재와, 상기 스크린부재의 상부에 위치하며 단위 길이를 가지는 폴리프로필렌 소재의 섬유질들로 이루어지고 비가압시 섬유질 사이에 공극이 커지도록 팽창하는 필터와, 상기 필터를 상부에서 가압할 수 있도록 상기 필터하우징의 내부에 상하로 이동가능하게 설치되며 다공성판으로 이루어진 피스톤과, 상기 필터하우징에 설치되어 상기 피스톤을 승강시키는 액튜에이터와, 상기 필터하우징과 연결되어 상기 피스톤에 의한 필터의 비가압시 필터를 세척하는 필터역세유닛을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 오존반응부는 상기 부상분리조와 연결되어 부상분리조를 통과한 하폐수가 유입되는 반응조와, 오존을 생성하는 오존발생기와, 상기 오존발생기와 연결되어 상기 반응조 내부로 연장되는 오존공급관과, 상기 반응조 내부에 설치되어 상기 오존공급관과 연결되며 내부가 중공인 제 1분기케이스와, 상기 제 1분기케이스의 좌우측면에 각각 연결되어 바깥 방향으로 수평하게 연장되며 상기 오존공급관을 통해 공급되는 오존이 일 방향으로 분출되는 제 1분사홀들이 형성된 한쌍의 제 1분사노즐들과, 상기 제 1분기케이스의 상부에 연결되어 수직하게 상방으로 연장되는 연결관과, 상기 연결관의 상부에 연결되며 내부가 중공인 제 2분기케이스와, 상기 제 2분기케이스의 좌우측면에 각각 연결되어 바깥 방향으로 수평하게 연장되며 상기 오존공급관을 통해 공급되는 오존이 상기 제 1분사노즐들의 분사방향과 반대방향으로 분출되는 제 2분사홀들이 형성된 한쌍의 제 2분사노즐들을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 나노 및 마이크로 버블을 이용하여 각 건물 및 하폐수 처리장, 수영장, 목욕탕 등에서 배출되는 하폐수를 처리함으로써 경제적이면서도 원수 수준의 수질로 처리가 가능하다.
또한, 가압 여과 방식의 여과기와 활성탄 여과기를 이용하여 종래의 방법들로는 제거가 어려웠던 냄새 및 색도의 문제까지 효과적으로 해결할 수 있다.
또한, 본 발명은 깨끗한 물로 재생시키면서 오존 및 나노, 마이크로 버블을 이용하여 세균까지 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하폐수 재이용 중수도 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 하폐수 재이용 중수도 장치의 요부를 나타낸 구성도이고,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 하폐수 재이용 중수도 장치의 요부를 나타내는 평면도이고,
도 4는 도 3에 나타낸 요부의 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 나노 및 마이크로 버블을 이용한 하폐수 재이용 중수도 시스템에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 크게 전처리조(10)와, 버블발생유닛(40)과, 부상분리조(30)와, 오존반응부와, 여과부를 구비한다.
전처리조(10)는 처리하고자 하는 처리대상수인 하폐수가 유입될 수 있는 수용공간이 내부에 형성된 통형의 구조를 갖는다. 전처리조는 하폐수 유입관(11)과 연결되어 하폐수가 유입된다.
버블발생유닛(40)은 전처리조(10)에 유입된 하폐수 중에 나노 또는 마이크로 버블을 생성시켜 하폐수를 살균함과 동시에 용존산소량을 증대시킨다.
도시된 버블발생유닛(40)은 일 예로 물이 공급되는 물공급관(41)과, 물공급관(41)과 연결되는 공기공급관(48)과, 공기공급관(48)과 연결되어 물공급관(41)으로 공기를 공급하는 공기공급원(43)(45)과, 물공급관(41)이 흡입구측에 연결되어 공기가 투입된 물을 흡입하여 토출구로 배출하는 펌프(47)와, 펌프(47)의 토출구와 연결되어 처리조(10) 내부로 연장되는 분출관(42)을 구비한다.
물공급관(41)에는 유로를 개폐하는 밸브(49)가 설치된다. 도시되지 않았지만 물공급관(41)은 물탱크 또는 지하수펌핑부와 연결되어 물이 공급된다. 공기공급관(48)은 펌프(47)의 흡입측 물공급관(41)으로 연결된다. 공기를 공급하는 공기공급원으로 고압의 공기가 저장된 붐베(43) 및 압축공기를 발생시키는 압축기(45)가 이용된다. 붐베(43) 및 압축기(45)는 공기공급관(48)에서 분기되는 분기관들과 각각 연결된다. 분기관에는 밸브(44)(46)가 각각 설치된다. 공기공급원으로 붐베(43)와 압축기(45) 중 어느 하나만 이용될 수 있음은 물론이다.
물공급관(41)에 설치된 밸브(49)가 개방되면 물공급관(41)을 통해 물이 펌프(47)의 흡입구로 유입된다. 이때 펌프(47)로 유입되는 물에는 공기공급관(48)을 통해 공기가 투입된다. 펌프(47)로 유입된 물 및 공기는 펌프(47) 내부의 임펠러의 회전에 의해 잘게 부서져서 물 중에 미세한 기포가 발생된다. 발생된 기포는 50㎛이하, 즉 0.01~50㎛ 크기로 육안으로 확인하기 어려운 나노 또는 마이크로 수준의 크기를 갖는 초미세 기포이다. 이러한 초미세 기포가 혼합된 기포수는 분출관(42)을 통해 전처리조(42) 내부로 유입된다. 분출관(42)에는 다수의 분출홀들이 형성된다.
나노 또는 마이크로 버블은 일반 기포와 달리 매우 느린 속도로 상승하면서 수중에서 소멸한다. 이때 나노 또는 마이크로 버블의 소멸시 40KHz의 초음파를 포함한 400km/hr의 충격파와, 140db의 높은 음압과, 4000~6000℃의 순간적인 고열이 발생한다. 이와 같은 나노 또는 마이크로 버블은 수면으로 부상하는 과정에서 터지면서 유해한 세균들을 사멸시키고, 계면활성제와 이물질 등을 분해시킨다. 또한, 오염된 물의 클러스터(cluster)를 잘게 깨뜨리고, 동시에 하폐수에 산소를 공급하는 역할을 하여 하폐수 중의 용존산소량을 증대시킨다.
도 2에는 버블발생유닛의 다른 실시 예를 나타내 보였다. 버블발생유닛은 물공급관(41)과, 펌프(47)와, 펌프(47)의 토출구측에 연결되는 와류 발생부(90)와, 펌프(47)의 흡입구측의 물공급관(41)으로 연결되는 공기공급관(48)과, 공기공급관(48)에서 분기되어 와류발생부(90)와 연결되는 분기관(95)과, 공기공급관(48)으로 공기를 공급하기 위한 공기공급원으로 붐베(43) 및 압축기(45)와, 와류발생부(90)의 출구측에 연결되어 전처리조 내부로 연장되는 분출관을 구비한다. 공기공급관(48)과 분기관(95)에는 각각 밸브가 설치된다.
상기 와류발생부(90)는 관상의 튜브(91)와, 튜브(91)의 내부에 설치되어 와류를 발생시키기 위한 격판(93)를 구비한다. 상기 격판(93)은 나선형으로 설치될 수도 있다. 펌프(47)를 지나 튜브(90)로 유입된 물과 기체의 혼합물은 다수의 격판(93)을 통과하게 되고, 그와 함께 격판(93)과 충돌하면서 난류화된다. 난류는 심한 압력변동을 일으키며 더 미세한 기포들을 발생시킨다. 튜브(91)를 통과한 기포수는 분출관을 통해 전처리조 내부로 투입된다.
다시 도 1을 참조하면, 전처리조(10)에 유입된 하폐수는 제 1유출관(13)을 통해 부상분리조(50)로 유입된다. 부상분리조(50)는 전처리조(10)를 통과한 하폐수 중의 이물질을 부상시켜 부유물을 제거한다.
부상분리조(50)는 응집제와, 나노 또는 마이크로 버블을 이용하여 이물질을 부상시킨다. 이를 위해 부상분리조(50)에는 응집제를 투입하기 위한 응집제공급부와, 나노 또는 마이크로 버블을 생성시키기 위한 기포발생부가 구비된다.
응집제공급부는 응집제가 저장된 저장조(60)와, 저장조(50)와 부상분리조(50)를 연결하는 응집제공급관(61)과, 응집제공급관(61)에 설치되는 밸브(63)를 구비한다. 응집제로 통상적인 수처리용 응집제가 적용된다. 그리고 기포발생부는 부상분리조(50) 내측 하부에 설치된 분출관(53)을 통해 부상분리조(50) 내부로 나노 또는 마이크로 버블을 생성시킨다. 도시되지 않았지만 기포발생부는 상술한 전처리조(10)에 연결되는 버블발생유닛(40)의 구성과 동일하다.
상기 부상분리조(50)에서 응집제에 의해 하폐수 중의 슬러지 등의 이물질이 응집되고, 응집된 이물질은 나노 또는 마이크로 버블에 의해 수면으로 부상한다.
부상분리조(50)의 상부에는 부상하는 부유물을 제거하기 위한 스컴 스키머(65)가 설치된다. 스컴 스커머(65)는 수처리장치에 적용되는 통상적인 구조로 구체적인 설명은 생략한다. 스컴 스커머(65)를 통해 제거된 부유물은 부유물배출관을 통해 외부로 배출된다.
이와 같이 부상분리조(50)에서 하폐수 중의 이물질을 제거하여 후술할 여과부에서의 부하를 저감시켜 여과부의 여과성능 저하를 방지한다. 또한, 전처리조(10)에서 사멸되지 않은 잔존 유해 미생물을 사멸시키고, 분자량이 큰 유기물질을 제거할 수 있다.
부상분리조(50)에서 유출되는 하폐수는 오존반응부로 유입된다. 오존반응부는 제 2유출관(55)을 통해 부상분리조(50)를 통과한 하폐수가 유입되는 반응조(70)와, 오존을 생성하는 오존발생기(71)와, 상기 오존발생기(71)와 연결되어 상기 반응조(70) 내부로 연장되는 오존공급관(73)과, 오존공급관(73)과 연결되어 오존을 분사하는 분사노즐(77)을 구비한다. 그리고 오존 투입시 오존은 미세한 나노 또는 마이크로 사이즈의 버블형태로 주입될 수 있다. 또한, 오존과 함께 상술한 버블발생유닛이 오존반응부에 더 구비되어 나노 또는 마이크로 버블이 오존과 함께 투입될 수 있음은 물론이다.
오존은 각종 유해 미생물을 사멸시킬 수 있다. 오존은 수돗물 살균에 사용하는 염소의 25배나 되는 살균력이 있어 일반세균 및 박테리아는 물론 곰팡이, 바이러스, 대장균 등에 대한 살균력이 우수하다. 또한, 오존은 강력한 산화력으로 암모니아(NH3), 황화수소(H2S),메탄(CH4) 등을 비롯한 각종 악취물질을 산화 분해하고 강력한 살균력으로 세균과 바이러스 등을 살균하는 능력은 널리 알려진 사실이다.
반응조(70) 내부에 투입된 오존, 또는 오존과 미세한 버블은 하폐수를 살균함과 동시에 냄새를 효과적으로 제거한다. 또한, 세제, 살균제, 페놀 등과 같은 유기물을 산화시켜 분해한다.
오존반응부를 거친 하폐수는 여과부를 거쳐 최종적으로 수처리된다. 여과부는 일 예로 하폐수를 가압하여 섬유질 필터를 통과시켜 고형분을 제거하는 가압여과기(20)와, 상기 가압여과기(20)를 거친 하폐수를 활성탄층을 통과시켜 고형분 및 냄새, 유기물을 제거하는 활성탄여과기(80)를 구비한다.
가압여과기(20)는 내부로 하폐수가 유입되는 필터하우징(21)과, 필터하우징(21)의 내부 하측에 설치되는 다공성 스크린부재(27)와, 스크린부재(27)의 상부에 위치하며 단위 길이를 가지는 폴리프로필렌 소재의 섬유질들로 이루어지고 비가압시 섬유질 사이에 공극이 커지도록 팽창하는 필터(29)와, 상기 필터(29)를 상부에서 가압할 수 있도록 상기 필터하우징(21)의 내부에 상하로 이동가능하게 설치되며 다공성판으로 이루어진 피스톤(28)과, 필터하우징(21)에 설치되어 피스톤(28)을 승강시키는 액튜에이터(30)와, 상기 필터하우징(21)과 연결되어 상기 피스톤(28)에 의한 필터의 비가압시 필터(29)를 세척하는 필터역세유닛을 구비한다.
필터하우징(21)은 원통형으로 형성되며, 바닥은 하방으로 볼록한 곡면형태를 갖는다. 필터하우징(21)의 측면 상부에 제 3유출관(23)이 연결되고, 바닥 중앙부에 드레인관(31)이 설치된다. 제 3유출관(23)은 오존반응부의 반응조(70)와 필터하우징(21)을 연결한다. 제 3유출관(23)에는 펌프(49)가 설치되어 하폐수를 가압하여 필터하우징(21) 내부로 유입시킨다.
제 3유출관(23) 및 드레인관(31)에는 유로를 개폐하는 밸브(18)(32)가 각각 설치된다. 그리고 필터하우징(21)의 측면 하부에 필터(29)를 통과하여 여과된 지하수가 배출되는 여과수이송관(25)이 설치된다. 여과수이송관(25)은 활성탄여과기(80)로 연장된다. 여과수이송관(25)에 유로를 개폐하는 밸브(26)가 설치된다.
스크린부재(27)와 피스톤(28)은 상하로 이격되어 피스톤하우징(21) 내부에 설치된다. 스크린부재(27)는 필터(29)를 거친 지하수가 통과할 수 있도록 다수의 구멍이 형성된 원형의 다공판 구조를 갖는다. 스크린부재(27)는 가장자리가 필터하우징(21) 내주면에 용접 등에 의해 고정 설치된다. 피스톤(28)은 지하수가 필터(29)로 유입될 수 있도록 다수의 구멍이 형성된 원형의 다공판 구조를 갖는다. 피스톤(28)은 액츄에이터(30)에 의해 상하로 이동하면서 필터(29)를 가압한다. 필터(29)에 가하는 압력을 감소시키거나 압력을 주지 않기 위해서는 피스톤(28)을 상방으로 이동시킨다.
필터(29)는 단위 길이를 가지는 폴리프로필렌 소재의 섬유질들이 뭉쳐서 이루어진다. 이러한 필터(29)는 피스톤(28)에 의해 가압된 상태에서 지하수를 여과시킨다. 지하수의 종류 및 여과하고자 하는 고형물의 크기에 따라 피스톤(28)을 승강시켜 피스톤(28)의 가압력을 적절하게 조절할 수 있다.
필터(29)는 비가압시, 즉 피스톤(28)이 상방에서 누르지 않는 경우 상대적으로 섬유질 사이의 공극이 커져 팽창될 수 있다. 따라서 이 경우 필터(29)의 역세척이 매우 용이하다.
피스톤(28)을 승강시키기 위한 액튜에이터(30)는 실린더로 이루어질 수 있는데, 이에 한정되지 않고, 전동실린더, 리드스크류와 모터로 이루어질 수 있다.
필터(29)를 역세시키기 위한 필터역세유닛은 물탱크(33)와 드레인관(31)을 연결하는 세척수공급관(35)과, 세척수공급관(35)에 설치되는 펌프(37)와, 필터하우징(21)의 측면 상부에 설치되어 세척수가 배출되는 세척수배출관(39)을 구비한다. 세척수공급관에는 유로를 개폐하기 위한 밸브(36)가 설치된다.
도시되지 않았지만 가압여과기는 2개가 병렬로 나란히 설치되어 하나의 가압여과기에서 하폐수를 여과하는 동안 다른 하나의 가압여과기는 필터역세유닛에 의해 필터의 세척이 이루어질 수 있도록 구현할 수 있다.
그리고 활성탄여과기(80)는 하우징(81)과, 하우징(81) 내부에 활성탄이 충진되어 형성된 활성탄층(미도시)으로 이루어진다. 가압여과기(20)를 거쳐 여과된 하폐수는 여과수이송관(25)을 통해 활성탄여과기(80)의 하우징(81) 상부로 유입된다. 그리고 하우징(81)으로 유입된 하폐수는 하우징(81) 내부에 형성된 활성탄층을 통과하면서 냄새 및 잔류색도 등이 제거되어 물의 탁도가 감소된다. 또한, 활성탄층에 의해 각종 유기용제 및 고형분까지 제거된다. 이와 같이 활성탄층을 통과한 최종 여과수는 배출관(85)을 통해 외부로 배출된다. 활성탄층을 통과한 최종 여과수는 화장실 세척수, 청소용수, 세차용수, 조경용수 등의 중수로서 이용된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 나노 및 마이크로 버블을 이용하여 각 건물 및 하폐수 처리장, 수영장, 목욕탕 등에서 배출되는 하폐수를 처리함으로써 경제적이면서도 원수 수준의 수질로 처리가 가능하다. 또한, 가압 여과 방식의 여과기와 활성탄 여과기를 이용하여 종래의 방법들로는 제거가 어려웠던 냄새 및 색도의 문제까지 효과적으로 해결할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시 예에 적용되는 오존 반응부를 도 3 및 도 4에 나타내고 있다. 오존반응부 외에 나머지 구성요소는 상술한 도 1의 실시 예와 동일하므로 나머지 구성요소의 구체적인 설명은 생략한다.
도시된 오존반응부는 부상분리조와 제 2유출관(55)에 의해 연결되어 부상분리조를 통과한 하폐수가 유입되는 반응조(70)와, 오존을 생성하는 오존발생기(미도시)와, 오존발생기와 연결되어 반응조(70) 내부로 연장되는 오존공급관(73)과, 상기 반응조(70) 내부에 설치되어 상기 오존공급관(73)과 연결되며 내부가 중공인 제 1분기케이스(100)와, 상기 제 1분기케이스(100)의 좌우측면에 각각 연결되어 바깥 방향으로 수평하게 연장되며 상기 오존공급관(73)을 통해 공급되는 오존이 일 방향으로 분출되는 제 1분사홀들(103)이 형성된 한쌍의 제 1분사노즐들(101)과, 상기 제 1분기케이스(100)의 상부에 연결되어 수직하게 상방으로 연장되는 연결관(109)과, 상기 연결관(109)의 상부에 연결되며 내부가 중공인 제 2분기케이스(110)와, 상기 제 2분기케이스(110)의 좌우측면에 각각 연결되어 바깥 방향으로 수평하게 연장되며 상기 오존공급관(73)을 통해 공급되는 오존이 상기 제 1분사노즐들(101)의 분사방향과 반대방향으로 분출되는 제 2분사홀들(113)이 형성된 한쌍의 제 2분사노즐들(111)을 구비한다.
제 1 및 제 2분기케이스(100)(110)는 내부가 빈 원통형으로 형성되어 오존공급관(73)과 연결관(109)에 각각 연결된다. 제 1 및 제 2분기케이스(100)(110)의 좌우 양측에는 각각 제 1 및 제 2분사노즐들(101)(111)이 연결된다. 제 1분기케이스(71)는 오존공급관(73)과 연결되는 것에 의해 반응조(70) 내부에 고정될 수 있다. 이와 달리 별도의 지지수단에 의해 제 1 및 제 2분기케이스(100)(110)는 반응조 내부 중앙에 고정될 수 있음은 물론이다. 제 1분기케이스(100)는 반응조(70)의 내측 하부에 배치된다. 그리고 제 2분기케이스(110)는 반응조(70) 내측 상부에 배치된다.
제 1분사노즐(101)의 측면에는 오존이 분출되는 제 1분사홀(103)이 다수 일정 간격으로 마련된다. 도 3에 잘 나타난 바와 같이 한쌍의 제 1분사노즐(101)에 형성된 제 1분사홀들(103)은 오존의 분출시 동일한 회전방향을 갖도록 형성된다. 즉, 도시된 예에서 시계방향으로 하폐수를 회전시킬 수 있도록 제 1분사홀들(103)이 형성된다. 따라서 제 1분사노즐(101)을 통해 오존이 분출되면 반응조(70)의 하층에 존재하는 하폐수는 시계방향으로 선회하게 된다.
한편, 제 2분사노즐(111)의 측면에는 오존이 분출되는 제 2분사홀(113)이 다수 일정 간격으로 마련된다. 도 3에 잘 나타난 바와 같이 한쌍의 제 2분사노즐(111)에 형성된 제 2분사홀들(113)은 오존의 분출시 동일한 회전방향을 갖도록 형성된다. 즉, 도시된 예에서 반시계방향으로 하폐수를 회전시킬 수 있도록 제 2분사홀(113)이 형성된다. 따라서 제 2분사노즐(111)을 통해 오존이 분출되면 반응조(70)의 상층에 존재하는 하폐수는 반시계방향으로 선회하게 된다.
이와 같이 반응조(70) 내부에 설치된 제 1 및 제 2분사노즐(101)(111)을 통해 반응조(70) 내부로 유입된 하폐수를 일 방향으로 선회시킴으로써 오존과 하폐수의 접촉효율을 증대시킬 수 있다. 또한, 별도의 기계적인 교반장치 없이 오존이 분출되는 에너지를 이용하여 하폐수를 용이하게 선회시킬 수 있다.
또한, 제 1분사노즐(101)을 통해 분사되는 오존에 의해 형성된 하폐수의 선회방향과 제 2분사노즐(111)을 통해 분사되는 오존에 의해 형성된 하폐수의 선회방향은 정반대이다. 따라서 반응조(70) 내부에는 상층 및 하층에서 반대의 흐름이 형성되어 경계인 중층에서 흐름이 서로 충돌한다. 이러한 충돌에 의해 와류가 발생하면서 하폐수의 교반효율을 크게 상승시킬 수 있다.
이상, 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 전처리조 20:가압여과기
40:버블발생유닛 50:부상분리조
70:반응조 80:활성탄여과기

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 하폐수가 유입되는 전처리조와;
    상기 전처리조에 유입된 하폐수 중에 나노 또는 마이크로 버블을 생성시켜 상기 하폐수의 살균 및 용존산소량을 증대시키는 버블발생유닛과;
    상기 전처리조를 통과한 하폐수 중의 이물질을 부상시켜 부유물을 제거하는 부상분리조와;
    상기 부상분리조를 통과한 하폐수를 여과시켜 잔존 이물질을 제거하는 여과부;를 구비하며,
    상기 여과부는 하폐수를 가압하여 섬유질 필터를 통과시켜 고형분을 제거하는 가압여과기와, 상기 가압여과기를 거친 하폐수를 활성탄층을 통과시켜 고형분 및 냄새, 유기물을 제거하는 활성탄여과기를 구비하고,
    상기 가압여과기는 상기 부상분리조를 통과한 하폐수가 내부로 유입되는 필터하우징과, 상기 필터하우징의 내부 하측에 설치되는 다공성 스크린부재와, 상기 스크린부재의 상부에 위치하며 단위 길이를 가지는 폴리프로필렌 소재의 섬유질들로 이루어지고 비가압시 섬유질 사이에 공극이 커지도록 팽창하는 필터와, 상기 필터를 상부에서 가압할 수 있도록 상기 필터하우징의 내부에 상하로 이동가능하게 설치되며 다공성판으로 이루어진 피스톤과, 상기 필터하우징에 설치되어 상기 피스톤을 승강시키는 액튜에이터와, 상기 필터하우징과 연결되어 상기 피스톤에 의한 필터의 비가압시 필터를 세척하는 필터역세유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 나노 및 마이크로 버블을 이용한 하폐수 재이용 중수도 장치.
  4. 하폐수가 유입되는 전처리조와;
    상기 전처리조에 유입된 하폐수 중에 나노 또는 마이크로 버블을 생성시켜 상기 하폐수의 살균 및 용존산소량을 증대시키는 버블발생유닛과;
    상기 전처리조를 통과한 하폐수 중의 이물질을 부상시켜 부유물을 제거하는 부상분리조와;
    상기 부상분리조를 통과한 하폐수를 여과시켜 잔존 이물질을 제거하는 여과부;를 구비하며,
    상기 부상분리조를 통과한 하폐수에 오존을 주입하기 위한 오존반응부;를 더 구비하고,
    상기 오존반응부는 상기 부상분리조와 연결되어 부상분리조를 통과한 하폐수가 유입되는 반응조와, 오존을 생성하는 오존발생기와, 상기 오존발생기와 연결되어 상기 반응조 내부로 연장되는 오존공급관과, 상기 반응조 내부에 설치되어 상기 오존공급관과 연결되며 내부가 중공인 제 1분기케이스와, 상기 제 1분기케이스의 좌우측면에 각각 연결되어 바깥 방향으로 수평하게 연장되며 상기 오존공급관을 통해 공급되는 오존이 일 방향으로 분출되는 제 1분사홀들이 형성된 한쌍의 제 1분사노즐들과, 상기 제 1분기케이스의 상부에 연결되어 수직하게 상방으로 연장되는 연결관과, 상기 연결관의 상부에 연결되며 내부가 중공인 제 2분기케이스와, 상기 제 2분기케이스의 좌우측면에 각각 연결되어 바깥 방향으로 수평하게 연장되며 상기 오존공급관을 통해 공급되는 오존이 상기 제 1분사노즐들의 분사방향과 반대방향으로 분출되는 제 2분사홀들이 형성된 한쌍의 제 2분사노즐들을 구비하는 것을 특징으로 하는 나노 및 마이크로 버블을 이용한 하폐수 재이용 중수도 장치.
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