KR101351354B1

KR101351354B1 - 오염원의 흡착 제거능이 개선된 정수 장치 및 이를 이용한 정수 방법

Info

Publication number: KR101351354B1
Application number: KR20130148358A
Authority: KR
Inventors: 박경희
Original assignee: 박경희
Priority date: 2013-12-02
Filing date: 2013-12-02
Publication date: 2014-01-14

Abstract

본 발명은 오염원의 흡착 제거능이 개선된 정수장치 및 이를 이용한 정수방법에 대한 것으로, 저류조에서 이물질을 효과적으로 거르고, 응집제에 의하여 인, 질소 또는 암모늄 이온과 같은 다양한 오염원 이온을 효과적으로 제거할 수 있게 되며 또한 여과망에 의해 조류와 같은 부유물질과 응집체 입자를 용이하게 제거하여 식물성 플랑크톤 생물을 제거함으로써 다량의 우수를 효과적으로 처리하고, 정제 수질을 보다 친환경적이고 효과적으로 개선하여 오염원의 흡착 제거능이 개선된 정수장치 및 이를 이용한 정수방법에 대한 것이다.

Description

오염원의 흡착 제거능이 개선된 정수 장치 및 이를 이용한 정수 방법{water purification system with improved adsorbing ability of pollution source and purification method}

근년 들어 급격한 환경변화에 따른 기후의 변화로 강우가 집중적으로 내리는 경향이 잦아짐에 따라 특히 도시의 집중적인 강우량을 일시에 처리하여야 하므로 일시적으로 처리하중이 급격하게 증가하는 경우가 빈번하게 일어나고 있다. 통상 강우시 도시의 합류식 하수도에서는 우수, 오수 및 관내 퇴적물 등이 혼합된 월류수(Combined Sewer Overflows; CSO)가 발생하는데, 이러한 CSO는 합류식 하수도에서 우천시에 오수의 일부가 우수토실이나 펌프장으로부터 미처리상태로 배출되는 것을 말하는 것으로, CSO의 수량이나 그 수질은 방류수 수역에 따라 수질, 생태계, 물 이용 등에 큰 영향을 줄 수 있어 합류식 하수도에서의 CSO에 대한 개선 대책은 물 부족 국가인 우리나라에 있어 긴급하고 중요한 과제로 되고 있다.

또한, 현재 경제성장과 빠른 도시화에 따른 생활수준의 향상으로 인해 물 사용량이 급증하고 있는 반면에, 도시화에 따른 생활하수, 산업폐수 및 축산폐수를 포함한 각종 오수의 배출량이 날로 증가하고 있는 실정이다. 따라서 이러한 이유로 우리나라를 비롯한 대부분의 국가에서는 물부족 문제가 심각한 사회문제로 대두되고 있으며, 따라서 강우는 국가의 수자원 관리 차원에서 효과적으로 이용하여야 하는데, 특히, 강우량을 인구 수로 나누어 1인당 물 사용 가능량이 1000㎥ 미만은 물 기근국가, 1000㎥ 이상에서 1700㎥ 미만은 물 부족국가, 1700㎥ 이상은 물 풍요국가로 분류하는데, 우리나라의 경우 물 부족국가에 해당하고, 갈수록 물 사정이 어려워질 것이라고 전망되고 있어, 이러한 배경에서 강우의 효과적인 처리 및 재활용에 대해 관심이 집중되면서 그 처리 장치와 방법에 대해 많은 연구 및 개발이 이루어지고 있는 상황이다.

특히, 강우의 효과적인 활용과 상기한 CSO의 방류수질기준을 맞추기 위해서는 무엇보다 월류수의 물리적/화학적 처리가 중요하나, 종래의 하수처리장에 유입되는 많은 양의 월류수 처리를 위해 사용되는 대부분의 기술은 부유물질만을 물리적으로 처리하는 장치 및 방법이 주로 사용되었을 뿐 별도의 화학적 처리가 전혀 이루어지지 않아 효과적인 처리가 되지 못한 실정이었으며, 따라서 이러한 문제를 해결하기 위한 다양한 시도가 있어 왔는데, 예를 들어 한국 공개특허공보 제10-2010-0093686호(2010.08.26)는 합류식 하수도에서 우천시 월류되는 오탁수를 정수하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 오탁수로부터 스크린에 의해 협잡물을 제거하는 전처리부; 전처리부에서 유출된 오탁수에 응집제를 투여하는 응집제 투여부; 응집제가 투여된 오탁수로부터 슬러지를 분리하고, 정화수를 배출하는 제1 사이클론 분리부; 분리된 슬러지를 저장하는 슬러지 저장조를 포함하는 정수장치를 제시하여, 건설을 위한 공간적, 비용적 제약이 적으면서도, 월류수의 물리적, 화학적 처리에 의한 효율적 정화가 가능하도록 한 정수장치를 개시하고 있으며, 한국 등록특허 제10-1153187호(2012.05.30)는 유입수에 플럭형성용 재료를 투입하여, 플럭이 포함된 처리수를 형성하면서 고속 교반을 통해 플럭에 기포가 함침되도록 하는 교반부와, 이 교반부 내에서 플럭 내에 더 많은 기포가 함침될 수 있도록 교반부에 공기를 공급하는 공기공급부와, 플럭이 포함된 처리수를 가압 이송하는 펌핑부와, 가압된 처리수로부터 하류로 고밀도 플럭을 분리하고 상류로 저밀도 플럭이 포함된 처리수를 분리하는 사이클론부와, 이 사이클론부로부터 저밀도 플럭이 포함된 처리수를 공급받아 플럭을 분리하는 부상분리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오수의 정화장치 및 정화방법으로, 교반부에서 유입수에 플럭형성용 재료와 공기를 투입하고 교반하여 기포가 함침된 플럭을 형성함으로써, 오수의 정화처리 속도가 향상되는 동시에 우수한 수질의 정화수를 얻을 수 있는 효과를 가지는 오수의 정화장치 및 정화방법을 개시하고 있다.

그러나, 상기한 방법은 방류수에서 여전히 여과되지 않은 부유물질이 잔존하는 문제점과, 특히 수질오염에 따른 질소(N), 인(P) 영양염의 증가로 인해서 식물성 플랑크톤 생물이 증가하고, 이로 인해 투명도 감소와 수처리 효율 저하를 야기하는데, 상기한 종래의 정화장치 및 방법으로 이들 식물성 플랑크톤을 효과적으로 제거할 수 없어 여과의 어려움과 정제수의 수질 저하 등의 문제가 여전히 해결되지 않고 있다.

1: 한국 공개특허공보 제10-2010-0093686호(2010.08.26) 2: 한국 등록특허 제10-1153187호(2012.05.30)

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 실정을 감안하여 된 것으로, 본 발명의 목적은 저류조에서 이물질을 효과적으로 거르고, 효율적인 응집 처리 과정을 수행하여, 부유물질을 여과망을 통해 걸러서 정수 처리를 효과적으로 할 수 있으면서도, 정수 효율을 친환경적인 방식으로 개선하여 부유물질이 잔존하지 않을 뿐 아니라 수질오염원인 식물성 플랑크톤 생물을 효과적으로 제거할 수 있는 정수 장치 및 정수 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상의 기술자에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 일면에 있어서,

유입구 일측에 배치된 집수구(9)와 출구에 배치된 U자형 월류장치와 상기 월류장치의 출구에 배치된 여과망(18)을 구비하여 이물질을 제거하는 저류조(10);

상기 저류조(10)로부터 유입관(23)을 통해 유입된 1차 처리수를 응집제(30)를 투입관(25)을 통하여 투여하여 응집시키고, 응집되어 침전된 슬러지를 혐기성 처리조(40)로 배출하는 배출구(24)와 블레이드 교반기(21) 및 응집제(30) 투입관(25)이 구비된 응집조(20);

상기 응집조(20)로부터 응집처리된 처리수를 월류관(22)을 통해 통과시키는 월류부(50)가 구비되고, 슬러리를 침전시키고 침전된 슬러리를 혐기성 처리조(40)로 배출하는 배출구(63)가 배치되어, 응집조(20)로부터 월류된 처리수의 슬러리를 침전시키는 침전조(60);

활성탄층, 입상 황 및 석회석 충전층, 모래층, 및 자갈층으로 구성되고, 상기 침전조(60)에서 처리된 처리수를 월류관(61)를 통해 통과하는 월류부(62)가 구비되고, 이송된 정화수를 더 여과시키는 여과조(70); 및

상기 응집조(20) 및 침전조(60)로부터 유입된 슬러리를 혐기성 처리하는 혐기성 처리조(40);로 이루어지되,

상기 U자형 월류장치는 저류조의 내부 출구측에 위치되고 선단부에 저류조의 유입수가 유입되는 유입구가 형성된 유입부(11)와; 상기 유입부와 일체로 연장 형성되고 U자 형상으로 절곡된 트랩부(12)와; 상기 트랩부와 일체로 연장 형성되어 종단부에 유입수가 배출되는 배출구가 형성된 배출부(13);를 포함하고, 상기 트랩부와 연결된 배출부의 상단이 상기 유입부의 상단보다 높게 위치된 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 정수 처리 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 추가의 목적은

상기 월류장치의 형상은 오염물이나 협잡물 등의 이물질을 더욱 정교하게 거를 수 있는 구조로서 복수의 걸림턱(16)이 상기 트랩부(12)에 마련되어 트랩부(12)를 따라 이동하는 유수 중의 이물질이 중력에 의해 낙하하게 되고, 걸림턱(16)의 전방이나 후방에서 걸리게 되어 상기 걸림턱의 측면에 배치된 홀(15, 17)을 통해 낙하하여 이물질 배출구(14)를 통해 배출되는데, 상기 걸림턱(16)의 배치는 트랩부(12)를 중심으로 좌우대칭으로서 낮은 쪽에 설치되는 것을 특징으로 하는 것인 정수 처리 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 추가의 목적은

유입되는 우수 또는 오탁수를 저류조에 통과시켜 우수 또는 오탁수의 유입수 중에 포함된 이물질을 제거하는 전처리단계;

전처리단계에서 유입된 처리수에 응집제를 투여하여 응집조에서 응집시키고, 응집되어 침전된 슬러지를 혐기성 처리조로 배출하는 응집단계;

처리수를 월류부를 통과시켜 침전조로 이송하여 슬러지를 침전시키고 정화수를 여과조로 이송하는 침전단계; 및

이송된 정제수를 여과조에서 더욱 여과시키는 여과단계;를 포함하는 우수처리 공정을 포함하되,

상기 응집단계는

황산알루미늄(Alum), 폴리염화규산알루미늄(PACS) 및 폴리황산규산알루미늄(PASS)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 알루미늄계 무기응집제, (b)철염계 무기응집제, (c)분말 활성탄, (d)토르말린, 세리사이트(sericite), 자철광, 규조토, 장석규산나트륨, 및 돌로마이트 분말 중에서 선택된 일종 이상을 포함하는 플럭향상재를 1:0.5~2:0.1~2:0.5~2의 중량비로 혼합하여 0.001 내지 0.1mm의 크기로 분말화한 입자를 포함하는 응집제 혼합물을 500 내지 50,000 ppm으로 응집조에 투입하여 유체의 흐름과 블레이드의 교반력에 의해 응집제 혼합물이 체류하도록 하면서 응집조 내에 응집제 슬러리 층을 형성시키는 공정과;

상기 응집조에 유입된 우수 및 오탁수를 응집제와 접촉시킨 후 응집처리된 상층수를 침전조로 이송하는 단계를 포함하여 공정으로 구성되고;

상기 침전단계에서는 응집조를 거친 물이 침전조로 월류하는 동안에 조류와 같은 식물성 플랑크톤 생물을 포함한 입자를 월류부 여과망에 의해 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수 처리 방법을 제공하는 데에 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 오염원의 흡착 제거능이 개선된 정수장치 및 이를 이용한 정수방법은 기존의 정수 장치에 간단한 장치를 부가함으로써 저비용으로 우수 등의 처리수를 고효율로 처리할 수 있는 것으로서 친환경적인 공정들을 사용하여 응집체의 형성 및 여과 수단을 통하여 오염물 및 부유 물질의 효과적인 제거와 정수를 효과적으로 처리할 수 있다.

도 1은 본 발명의 방법에 따른 단계를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 우수 처리 과정에 사용되는 장치의 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 월류장치의 일 실시형태를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 여과망의 구조를 나타내는 개략도.

본 발명은, 일면에 있어서,

상기 U자형 월류장치는 저류조의 내부 출구측에 위치되고 선단부에 저류조의 유입수가 유입되는 유입구가 형성된 유입부(11)와; 상기 유입부와 일체로 연장 형성되고 U자 형상으로 절곡된 트랩부(12)와; 상기 트랩부와 일체로 연장 형성되어 종단부에 유입수가 배출되는 배출구가 형성된 배출부(13);를 포함하고, 상기 트랩부와 연결된 배출부의 상단이 상기 유입부의 상단보다 높게 위치된 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 정수 처리 장치를 제공한다.

본 발명은, 다른 일면에 있어서,

상기 월류장치의 형상은 오염물이나 협잡물을 더욱 정교하게 거를 수 있는 구조로서 복수의 걸림턱(16)이 상기 트랩부에 마련되어 트랩부(12)를 따라 이동하는 유수 중의 이물질이 중력에 의해 낙하하게 되고, 걸림턱(16)의 전방이나 후방에서 걸리게 되어 상기 걸림턱의 측면에 배치된 홀(15, 17)을 통해 낙하하여 이물질 배출구(14)를 통해 배출되는데, 상기 걸림턱(16)의 배치는 트랩부(12)를 중심으로 좌우대칭으로서 낮은 쪽에 설치되는 것을 특징으로 하는 것인 정수 처리 장치를 제공한다.

본 발명은 추가의 일면에 있어서

상기 응집제는 황산알루미늄(Alum), 폴리염화규산알루미늄(PACS) 및 폴리황산규산알루미늄(PASS)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 알루미늄계 무기응집제, (b)철염계 무기응집제, (c)분말 활성탄, (d)토르말린, 세리사이트(sericite), 자철광, 규조토, 장석규산나트륨, 및 돌로마이트 분말 중에서 선택된 일종 이상을 포함하는 플럭향상재를 1:0.5~2:0.1~2:0.5~2의 중량비로 혼합하여 0.001 내지 0.1mm의 크기로 분말화한 입자를 포함하는 혼합물인 것인 정수 처리 장치를 제공한다.

본 발명은, 다른 추가의 일면에 있어서,

상기 여과망은 침전지수가 월류하는 월류부로부터 20 내지 40°의 각도로 비스듬히 설치된 것을 특징으로 하는 정수 처리 장치를 제공한다.

본 발명은, 더욱 다른 추가의 일면에 있어서,

상기 여과망은 50㎛ 내지 300㎛ 사이즈의 직경으로 이루어진 것임을 특징으로 하는 정수 처리 장치를 제공한다.

본 발명은, 다른 추가의 일면에 있어서,

응집처리된 처리수를 월류부를 통과시켜 침전조로 이송하여 슬러지를 침전시키고 정화수를 여과조로 이송하는 침전단계; 및

상기 응집단계는

상기 응집조에 유입된 처리수를 응집제와 접촉시킨 후 응집처리된 상층수를 침전조로 이송하는 단계를 포함하여 공정으로 구성되고;

상기 침전단계에서는 응집조를 거친 물이 침전조로 월류하는 동안에 조류와 같은 식물성 플랑크톤 생물을 포함한 입자를 월류부 여과망에 의해 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수 처리 방법을 제공한다.

본 발명은, 다른 추가의 일면에 있어서,

상기 응집 단계에서 응집시켜 생성된 슬러리는 혐기성 처리조로 이송하여 혐기성 처리하여 배출하고, 상기 슬러리 외의 나머지 처리수는 다시 응집조로 반송시키는 것을 특징으로 하는 정수 처리 방법을 제공한다.

본 발명은, 더욱 다른 추가의 일면에 있어서,

상기 응집제 혼합물은 1,000 내지 5,000 ppm으로 응집조에 투입되는 것을 특징으로 하는 정수 처리 방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면 및 바람직한 실시형태에 의해 보다 자세하게 설명하지만, 본 발명이 이들 실시형태에 의해 한정되는 것이 아님은 물론이다.

도 1은 본 발명의 방법에 따른 단계를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 우수 처리 과정에 사용되는 장치의 개략도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 월류장치의 예를 나타내고, 도 4는 본 발명에 따른 여과망의 구조를 나타내는 개략도이다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명의 정수 장치는 크게 저류조(10), 응집조(20), 침전조(60), 혐기성 침전조(40), 여과조(70)로 이루어지며, 이들은 각 배관을 통해 유기적으로 결합된다.

상기 저류조(10)는 우수 유입구 일측의 배수관 또는 수도관과 유입구를 통하여 연결되어 유입되는 우수 또는 처리수를 집수하기 집수구(9)와 출구에 배치된 U자형 월류장치와 상기 월류장치의 출구에 배치된 여과망(18)을 구비하여 이물질을 제거하는 기능을 수행한다.

상기 여과망(18)은 30~100 메쉬의 입경을 갖는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.

상기 저류조(10)에 구비된 U자형 월류장치는 저류조의 내부 출구측이나 외부 출구측에 위치되고, 복수개 설치될 수 있다.

상기 월류장치의 형상은 선단부에 유입구가 형성된 유입부(11)와; 상기 유입부와 일체로 연장 형성되고 U자 형상으로 절곡된 트랩부(12)와; 상기 트랩부와 일체로 연장 형성되어 종단부에 월류수가 배출되는 배출구가 형성된 배출부(13);를 포함하고, 배출부의 상단이 상기 유입부의 상단보다 높게 위치된 구조로 형성된 것이 바람직하다.

상기 월류장치의 형상은 오염물이나 협잡물 등의 이물질을 더욱 정교하게 거를 수 있는 구조로서 복수의 걸림턱(16)이 상기 트랩부에 마련되어 트랩부(12)를 따라 이동하는 유수 중의 이물질이 중력에 의해 낙하하게 되고, 걸림턱(16)의 전방이나 후방에서 걸리게 되어 상기 걸림턱의 측면에 배치된 홀(15, 17)을 통해 낙하하여 이물질 배출구(14)를 통해 배출되는데, 상기 걸림턱(16)의 배치는 트랩부(12)를 중심으로 좌우대칭으로서 낮은 쪽에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 응집조(20)는 상기 저류조(10)로부터 유입관(23)을 통해 유입된 처리수를 응집제(30)를 투입관(25)을 통하여 투여하여 응집시키고, 응집되어 침전된 슬러지를 혐기성 처리조(40)로 배출하는 배출구(24)와 블레이드 교반기(21) 및 응집제(30) 투입관(25)이 구비되고, 상기 저류조(10)에서 1차 처리된 처리수를 응집 처리한다.

상기 응집조(20)에서 바람직하게 사용될 수 있는 응집제는 황산알루미늄(Alum), 폴리염화규산알루미늄(PACS) 및 폴리황산규산알루미늄(PASS)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 알루미늄계 무기응집제, (b)철염계 무기응집제, (c)분말 활성탄, (d)토르말린, 세리사이트(sericite), 자철광, 규조토, 장석규산나트륨, 및 돌로마이트 분말 중에서 선택된 일종 이상을 포함하는 플럭향상재를 1:0.5~2:0.1~2:0.5~2의 중량비로 혼합하여 0.001 내지 0.1mm의 크기로 분말화한 입자를 포함하는 혼합물인 것이 좋다.

한편, 침전조(60)는 상기 응집조(20)로부터 응집처리된 처리수를 통과시키는 월류부(50)가 구비되고, 슬러리를 침전시키고 침전된 슬러리를 혐기성 처리조(40)로 배출하는 배출구(63)가 마련되는 것이 바람직하다.

상기 월류부(50)는 도 4에 나타낸 바의 형상을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 침전조(60)의 유입부에 설치되는 여과망(51)은 50㎛ 내지 300㎛의 직경을 갖는 것이 바람직할 수 있고, 출구측으로 20 내지 40°의 각도로 비스듬히 설치되는 것이 부유물의 제거에 효과적일 수 있다. 특히, 30°의 각도로 비스듬히 설치된 것이 가장 바람직하다. 이와 같은 여과망은 상태를 점검하여 주기적으로 세척할 필요가 있다.

상기 여과조(70)는 활성탄층, 입상 황 및 석회석 충전층, 모래층, 및 자갈층의 순서대로 여재를 형성하고, 상기 침전조(60)에서 처리된 처리수를 월류관(61)를 통해 통과하는 월류부(62)가 구비되고, 이송된 정화수를 더 여과시키는 기능을 수행한다.

상기 월류부(62) 역시 침전조의 월류부(50)와 동일한 형상으로 설계할 수 있으나, 여과망의 직경을 50㎛ 내지 100㎛으로 더욱 축소시키는 것이 바람직할 수 있다.

상기 여과조(20) 및 침전조(60)의 하부는 배출관(24, 63)을 통해 침전된 슬러리를 혐기성 처리조(40)로 이송하는 구조로 형성될 수 있다.

혐기성 처리조(40)는 상기 응집조(20) 및 침전조(60)로부터 유입된 슬러리를 혐기성 처리한다.

처리된 슬러리는 배출구(42)를 통하여 배출하고, 처리수는 재순환 처리를 위하여 반송관(41)을 통하여 응집조(20)로 반송된다.

한편, 본 발명에 따른 정수 처리 방법은 전처리 단계(S110), 응집단계(S120), 침전단계(S130) 및 여과단계(S140)로 구성된다.

상기 전처리단계(S110)에서는 저류조에 유입되는 우수 또는 오탁수의 유입수 중에 포함된 이물질을 제거한다. 이를 위하여 상기한 바와 같은 "U" 자형 월류장치가 바람직하게 사용될 수 있다.

응집단계(S120)에서는 전처리단계(S110)에서 유입된 처리수에 응집제를 투여하여 응집조에서 응집시키고, 응집되어 침전된 슬러지를 혐기성 처리조(40)로 배출한다.

상기 응집단계는 황산알루미늄(Alum), 폴리염화규산알루미늄(PACS) 및 폴리황산규산알루미늄(PASS)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 알루미늄계 무기응집제, (b)철염계 무기응집제, (c)분말 활성탄, (d)토르말린, 세리사이트(sericite), 자철광, 규조토, 장석규산나트륨, 및 돌로마이트 분말 중에서 선택된 일종 이상을 포함하는 플럭향상재를 1:0.5~2:0.1~2:0.5~2의 중량비로 혼합하여 0.001 내지 0.1mm의 크기로 분말화한 입자를 포함하는 응집제 혼합물을 500 내지 50,000 ppm으로 응집조(20)에 투입하여 유체의 흐름과 블레이드의 교반력에 의해 응집제 혼합물이 체류하도록 하면서 응집조 내에 응집제 슬러리 층을 형성시키는 공정과; 상기 응집조에 유입된 처리수를 응집제와 접촉시킨 후 응집처리된 상층수를 침전조로 월류시켜 이송하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.

응집제 혼합물은 500 내지 50,000 ppm으로 응집조에 투입하여 유체의 흐름과 블레이드(21)의 교반력에 의해 응집제가 체류하도록 하면서 응집조(20) 내에 응집제 슬러리 층을 형성시키고, 상기 응집조(20)에 우수를 유입시켜 응집제와 접촉시킨 후 침전분리된 상층수를 침전조(60)로 월류시켜 배출한다.

이렇게 1회 주입으로 응집제는 응집조(20) 내에 체류하게 되므로, 응집제가 월류수와 함께 흘러가게 되어 지속적으로 주입시켜 주어야 하는 종래의 흐름식 반응조와 달리 응집제의 투입량을 크게 줄일 수 있는 이점이 있다. 따라서, 유입된 처리수를 고농도의 응집제와 충분히 반응시키면서도 응집제의 사용에 따른 비용을 최소화할 수 있는 이점이 있다. 응집조(20)에 투입된 응집제가 조 내에서 침전되지 않고 슬러리 층을 형성하도록 하기 위해서는 응집제를 응집조에 처음에 보다 높은 농도로 투입한 후 유체의 흐름과 블레이드(21)에 의한 교반을 이용하여 슬러리 층을 형성하도록 하는 것이 바람직하다.

응집조(20) 내 응집제 혼합물의 농도는 상기한 바와 같이 바람직하게는 500 내지 50,000 ppm 정도이면 충분하나, 원수의 수질 및 필요로 하는 처리수준에 따라 이 이상이나 이하로도 농도를 유동적으로 조정할 수 있음은 물론이다.

상기 응집제 혼합물은 더욱 바람직하게는 1,000 내지 5,000 ppm으로 응집조에 투입되는 것이 더욱 바람직하다.

응집조(20)에 투입된 분말형태의 응집제는 이렇게 대부분 슬러리 층을 형성하여 응집조(20) 내에 체류하게 되나 일부 소량의 응집제는 다음 단계의 침전조(60)로 유입되는 등 응집조(20)에서 소실되게 될 수 있으므로, 연간 운영에서는 새로운 분말 활성탄을 소량으로 응집조(20)에 주입하여 그 양을 적정한 수준으로 유지할 필요가 있다. 주입 방법은 조류번성기나 기타 오염도의 정도 등에 따라 적의 선택할 수 있을 것이다.

한편, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 응집 단계(S120)에서 응집시켜 생성된 슬러리는 혐기성 처리조(40)로 이송하여 혐기성 처리하여 배출하고, 상기 슬러리 외의 나머지 처리수는 다시 응집조(20)로 환류시켜 처리한다.

이러한 구성을 부가함에 의해 우수를 오염의 정도에 따라 이원적으로 처리하므로 처리의 효율을 효과적으로 향상할 수 있게 된다.

침전단계(S130)에서는 응집처리된 처리수를 월류부(50)를 통과시켜 침전조(60)로 이송하여 슬러지를 침전시키고 정제수를 월류부(62)를 통하여 월류시켜 여과조(70)로 이송한다. 또한, 상기 침전단계에서는 응집조를 거친 물이 침전조(60)로 월류하는 동안에 조류와 같은 식물성 플랑크톤 생물을 포함한 입자를 월류부(62) 여과망에 의해 제거한다.

상기 월류부(50)의 여과망은 50㎛ 내지 300㎛ 사이즈의 직경으로 이루어진 것이 바람직하고, 상기 월류부(62)의 여과망은 50㎛ 내지 100㎛ 사이즈의 직경으로 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 월류부(62)에 설치된 여과망이 월류부와 이루는 각도가 20 내지 40°가 되도록 하는 것이 바람직한데, 만일 20°보다 작으면 입자의 부착속도가 침전속도보다 증가하기 때문에 망이 너무 쉽게 막혀 바람직하지 않고, 반대로 40°를 넘어서면 여과망이 수중 아래로 완전히 침수되기 시작하여 여과망의 상부로 물이 넘기 때문에 여과효과가 없어 바람직하지 않게 된다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 상기한 수처리 공정에 있어서 상기 침전단계는 상기 여과망(51)에 의한 응집체 제거 과정에서 상기 망에 부착되는 응집체를 주기적으로 제거하여 상기 망의 폐색을 방지하는 공정을 더 포함할 수 있다. 이러한, 응집체의 제거는 인력 또는 자동화된 적당한 장치를 이용할 수 있을 것이며, 특정한 것에 한정되는 것은 아니다.

한편, 상기 침전조(60)에는 침전물을 상기 혐기성 처리조(40)로 배출할 수 있는 배출구(63)가 마련되는 것이 바람직하고, 혐기성 처리조(40)로 유입된 침전물은 상기한 바와 같이 혐기성 처리하여 배출하거나 처리수는 응집조(20)로 이송하여 수처리 과정을 반복하여 겪게 된다.

또한, 상기 배출된 상층수를 침전조(60)로 이송하며, 상기 침전 단계에서는 침전지수가 여과조(70)로 월류하는 동안에 조류와 같은 식물성 플랑크톤 생물을 포함한 입자를 여과재에 의해 여과하는 과정에 의해 제거하는 단계를 포함하여, 우수의 정제를 효과적으로 수행할 수 있게 한다.

상기 여과단계(S140)에서는 이송된 처리수를 여과조(70)에서 더욱 여과시킨다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명의 공정에 있어서, 여과조(70)는 활성탄층, 입상 황 및 석회석 충전층, 모래층, 자갈층의 여재로 구성된 여과 수단을 구비하여 처리수를 효과적으로 정수할 수 있다.

최종 정제수는 여과조의 배출구를 통하여 사용 목적에 따라 사용하게 되는데, 상기 배출구는 여과조(70)의 구조상 하부에 설치하는 것이 좋다.

비록 상기한 본 발명이 상세한 설명의 목적을 위해 보다 자세하게 기술되어 졌지만, 어떠한 변경 또는 수정이 여기에서 기술된 본 발명의 범주로부터 이탈함이 없이 이루어질 수 있는 것은 이 기술 분야의 통상인에게 아주 명백하게 될 것이다.

10: 저류조 20: 응집조
30: 응집제 40: 혐기성 침전조
60: 침전조 70: 여과조

Claims

유입구 일측에 배치된 집수구(9)와 출구에 배치된 U자형 월류장치와 상기 월류장치의 출구에 배치된 여과망(18)을 구비하여 이물질을 제거하는 저류조(10);
상기 저류조(10)로부터 유입관(23)을 통해 유입된 1차 처리수를 응집제(30)를 투입관(25)을 통하여 투여하여 응집시키고, 응집되어 침전된 슬러지를 혐기성 처리조(40)로 배출하는 배출구(24)와 블레이드 교반기(21) 및 응집제(30) 투입관(25)이 구비된 응집조(20);
상기 응집조(20)로부터 응집처리된 처리수를 월류관(22)을 통해 통과시키는 월류부(50)가 구비되고, 슬러리를 침전시키고 침전된 슬러리를 혐기성 처리조(40)로 배출하는 배출구(63)가 배치되어, 응집조(20)로부터 월류된 처리수의 슬러리를 침전시키는 침전조(60);
활성탄층, 입상 황 및 석회석 충전층, 모래층, 및 자갈층으로 구성되고, 상기 침전조(60)에서 처리된 처리수를 월류관(61)를 통해 통과하는 월류부(62)가 구비되고, 이송된 정화수를 더 여과시키는 여과조(70); 및
상기 응집조(20) 및 침전조(60)로부터 유입된 슬러리를 혐기성 처리하는 혐기성 처리조(40);로 이루어지되,
상기 U자형 월류장치는 저류조의 내부 출구측에 위치되고 선단부에 저류조의 유입수가 유입되는 유입구가 형성된 유입부(11)와; 상기 유입부와 일체로 연장 형성되고 U자 형상으로 절곡된 트랩부(12)와; 상기 트랩부와 일체로 연장 형성되어 종단부에 유입수가 배출되는 배출구가 형성된 배출부(13);를 포함하고, 상기 트랩부와 연결된 배출부의 상단이 상기 유입부의 상단보다 높게 위치된 구조로 형성되고,
상기 월류장치의 형상은 오염물이나 협잡물을 더욱 정교하게 거를 수 있는 구조로서 복수의 걸림턱(16)이 상기 트랩부에 마련되어 트랩부(12)를 따라 이동하는 유수 중의 이물질이 중력에 의해 낙하하게 되고, 걸림턱(16)의 전방이나 후방에서 걸리게 되어 상기 걸림턱의 측면에 배치된 홀(15, 17)을 통해 낙하하여 이물질 배출구(14)를 통해 배출되는데, 상기 걸림턱(16)의 배치는 트랩부(12)를 중심으로 좌우대칭으로서 낮은 쪽에 설치되는 것을 특징으로 하는 것인 정수 처리 장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 응집제는 황산알루미늄(Alum), 폴리염화규산알루미늄(PACS) 및 폴리황산규산알루미늄(PASS)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 알루미늄계 무기응집제, (b)철염계 무기응집제, (c)분말 활성탄, (d)토르말린, 세리사이트(sericite), 자철광, 규조토, 장석규산나트륨, 및 돌로마이트 분말 중에서 선택된 일종 이상을 포함하는 플럭향상재를 1:0.5~2:0.1~2:0.5~2의 중량비로 혼합하여 0.001 내지 0.1mm의 크기로 분말화한 입자를 포함하는 혼합물인 것인 정수 처리 장치.
제 1항에 있어서, 상기 월류부(50)는 유입부에 여과망(51)이 설치되고, 상기 여과망(51)은 출구측으로 20 내지 40°의 각도로 비스듬히 설치된 것을 특징으로 하는 정수 처리 장치.
제 4항에 있어서, 상기 여과망(51)은 50㎛ 내지 300㎛ 사이즈의 직경으로 이루어진 것임을 특징으로 하는 정수 처리 장치.
유입되는 우수 또는 오탁수의 유입수를 저류조에 통과시켜 유입수 중에 포함된 이물질을 제거하는 전처리단계;
전처리단계에서 처리수에 응집제를 투여하여 응집조에서 응집시키고, 응집되어 침전된 슬러지를 혐기성 처리조로 배출하는 응집단계;
응집처리된 처리수를 월류부를 통과시켜 침전조로 이송하여 슬러지를 침전시키고 정화수를 여과조로 이송하는 침전단계; 및
이송된 정제수를 여과조에서 더욱 여과시키는 여과단계;를 포함하는 우수처리 공정을 포함하되,
상기 응집단계는
황산알루미늄(Alum), 폴리염화규산알루미늄(PACS) 및 폴리황산규산알루미늄(PASS)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 알루미늄계 무기응집제, (b)철염계 무기응집제, (c)분말 활성탄, (d)토르말린, 세리사이트(sericite), 자철광, 규조토, 장석규산나트륨, 및 돌로마이트 분말 중에서 선택된 일종 이상을 포함하는 플럭향상재를 1:0.5~2:0.1~2:0.5~2의 중량비로 혼합하여 0.001 내지 0.1mm의 크기로 분말화한 입자를 포함하는 응집제 혼합물을 500 내지 50,000 ppm으로 응집조에 투입하여 유체의 흐름과 블레이드의 교반력에 의해 응집제 혼합물이 체류하도록 하면서 응집조 내에 응집제 슬러리 층을 형성시키는 공정과;
상기 응집조에 유입된 처리수를 응집제와 접촉시킨 후 응집처리된 처리수를 침전조로 이송하는 단계를 포함하여 공정으로 구성되고;
상기 침전단계에서는 응집조를 거친 물이 침전조로 월류하는 동안에 조류와 같은 식물성 플랑크톤 생물을 포함한 입자를 월류부 여과망에 의해 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수 처리 방법.
제 6항에 있어서, 상기 응집 단계에서 응집시켜 생성된 슬러리는 혐기성 처리조로 이송하여 혐기성 처리하여 배출하고, 상기 슬러리 외의 나머지 처리수는 다시 응집조로 반송시키는 것을 특징으로 하는 정수 처리 방법.
제 6항에 있어서, 상기 응집제 혼합물은 1,000 내지 5,000 ppm으로 응집조에 투입되는 것을 특징으로 하는 정수 처리 방법.
제 6항에 있어서, 상기 여과조는 활성탄층, 입상 황 및 석회석 충전층, 모래층 및 자갈층으로 구성된 여과 수단을 포함하는 것인 정수 처리 방법.