KR101373320B1

KR101373320B1 - 폐수처리장치

Info

Publication number: KR101373320B1
Application number: KR1020120135052A
Authority: KR
Inventors: 이상렬
Original assignee: 아산텍 주식회사
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2014-03-12

Abstract

본 발명에 의한 폐수처리장치는, 오염된 폐수에 버블을 공급하여 침전물 및 이물질을 부상시키며, 부상된 침전물 및 이물질을 제거하는 버블부상수단(10)과; 상기 버블부상수단(10)에서 분리된 처리수가 공급되며, 레독스반응으로 상기 처리수의 난분해성COD를 분해하는 레독스처리수단(30)과; 상기 레독스처리수단(30)에 의해 난분해성COD를 분해한 처리수를 공급받아, 응집제를 투입하고 이를 교반하는 응집제투입교반수단(40)과; 상기 응집제투입교반수단(40)에 의해 응집제와 교반된 처리수가 이송되며, 분해된 난분해성COD가 응집제에 의해 침전되는 응집침전수단(50)과; 상기 응집침전수단(50)의 상측에 위치한 처리수가 이송되며, 상기 처리수에 잔류한 침전물을 필터링하기 위해 미세필터에 통과시켜 미세침전물을 제거하는 미세필터수단(60);를 포함하는 폐수처리장치에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 버블부상수단을 이용하여 폐수의 내부에 침전되는 침전물을 상부로 부상시켜 제거함으로써, 폐수의 포함된 침전물 및 이물질, 오일성분의 분리 효과를 극대화시켜 폐수의 정화효율을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 레독스리액터에 처리수를 통과시켜 레독스반응에 의해 난분해성COD의 분해, 및 살균효과, 중금속의 제거, 악취물질 제거 등이 이루어져 보다 향상된 정수를 생산할 수 있는 장점이 있다.

Description

폐수처리장치{WASTEWATER DISPOSAL APPARATUS}

본 발명은 폐수처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐수에 포함된 난분해성COD를 분해하는 레독스리액터를 이용하여 폐수를 살균 및 정화하는 폐수처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 폐수처리 기술은 크게 생물학적 처리, 화학적, 처리, 물리적 처리 등으로 구분된다. 보편적인 개념에서 1차 처리란 물리적 처리 등을 의미하며 2차 처리는 화학적 처리와 생물학적 처리를 뜻한다. 그리고 3차 처리는 고도의 처리방법으로 상기 물리, 화학, 생물학적 처리를 모두 뜻한다. 상기 생물학적 처리는 활성오니법, 접촉성 반응조, 혐기성 소화, 라군과 안정화지 등이 있으며 화학적 처리는 중화, 응집침전, 이온교환, 화학적 산화를 이용한 방식이다.

물리적 처리는 가압 부상법, 막 분리법, 흡착, 물리적 침적, 오존 산화법 등이 이에 속한다. 이와 같은 폐수처리에 대한 구체적인 기술로는 고급산화법(AOP)이 대두되고 있는데, 폐수 속의 오염물질을 산화반응과 환원반응을 이용하여 처리하는 기술로 대표적인 물리적 처리기술이다.

고급 산화법에는 약품을 이용한 펜톤산화법과 오존을 이용한 오존 산화법, 초음파를 이용한 기술 등이 주류를 이루고 있으며 각각의 기술들이 난분해성 폐수를 처리하는데 있어 나름대로의 성능을 가지고 있는데 비해 단점 또한 많이 지적되어 왔다. 예를 들어 약품을 이용한 펜톤 산화법은 약품의 사용으로 인한 유지비용 및 2차 오염원의 발생 우려가 있으며, 오존을 이용한 오존 산화법은 오존 발생효율에 비해 전력비와 오존 후처리시설 등이 반드시 필요하다는 점과 안전 관리에 위험이 있다는 문제가 있다.

또한, 초음파를 이용한 폐수처리, UV를 이용한 폐수처리, 전자선을 이용한 폐수처리 방법 등 다양한 기술들도 있으나 각각의 기술들의 효율이나 운영상의 문제점이 발생, 현장에 직접 적용되지 못하고 있는 실정이다. 이에 따라 처리효율이 탁월하고 2차 오염원의 발생우려가 없으며 유지관리가 용이한 경제적인 폐수처리 기술이 요구되고 있다.

대한민국 특허등록 제 0815825호에는 수화 전자와 다주파를 이용한 폐수처리 장치 및 방법이 게시되어 있다. 게시된 다주파를 이용한 폐수처리 장치는 플레이트와, 상기 플레이트 일측 끝단에 형성되는 다수개의 핀을 구비한 직사각 패널을 다수개 설치하여 이루어지고, 상기 플레이트에 양 전압 또는 음 전압을 제공하는 고전압 인가장치를 연결하여, 고전압이 인가된 핀으로부터 다량의 고전압 주파수 펄스방식의 전자 및 이온, 라디칼을 토출시키는 수화전자 발생기와, 플레이트 형태의 플러스 전극과 핀 형태의 마이너스 전극을 일정간격을 두고 배치하고, 상기 플러스 전극 및 마이너스 전극에 고전압 인가장치를 연결하며, 고전압이 인가된 마이너스 전극으로부터 전자 및 라디칼이 방출되도록 하는 활성전자 발생기를 구비 한다.

이러한 폐수처리장치는 수화전자, 활성전자, 다주파 파동발생기에 의해 물분자와 오염물의 결합을 이완시키고, 극성을 변화시켜 유기물을 분해하게 된다. 분해된 유기물 또는 물분자와 분리된 오염물이 침전되거나 부상되지 됨으로써 분해 시 간섭이 발생되어 폐수의 처리 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 버블부상수단을 이용하여 폐수에 포함된 침전물 및 이물질, 오일성분 등을 부상시켜 용이하게 제거할 수 있으며, 상기 버블부상수단에 의해 침전물 및 이물질, 오일성분이 제거된 처리수에 레독스반응을 이용하여 난분해성COD 제거하는 폐수처리장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명에 의한 폐수처리장치는, 오염된 폐수에 버블을 공급하여 침전물 및 이물질을 부상시키며 부상된 침전물 및 이물질을 제거하는 버블부상수단과, 상기 버블부상수단에서 분리된 처리수가 공급되며 레독스반응으로 상기 처리수의 난분해성COD를 분해하는 레독스처리수단와, 상기 레독스처리수단에 의해 난분해성COD를 분해한 처리수를 공급받아 응집제를 투입하고 이를 교반하는 응집제투입교반수단과, 상기 응집제투입교반수단에 의해 응집제와 교반된 처리수가 이송되며 분해된 난분해성COD가 응집제에 의해 침전되는 응집침전수단와, 상기 응집침전수단의 상측에 위치한 처리수가 이송되며 상기 처리수에 잔류한 침전물을 필터링하기 위해 미세필터에 통과시켜 미세침전물을 제거하는 미세필터수단를 포함한다.

상기 버블부상수단은, 폐수 유입관이 연결되며 오염된 폐수가 수용되는 폐수저장탱크와, 상기 폐수저장탱크의 내부에 설치되며 오염된 폐수와 처리수를 분리하는 격막과, 상기 폐수저장탱크의 일측에 구비되며 버블발생기와 연결되어 공기방울의 부력에 의해 오염된 폐수의 침전물 및 이물질을 상부로 부상시키는 버블분배기와, 상기 버블분배기의 일측에 설치되며, 부상한 침전물 및 이물질이 유입되어 수거되는 부상오염물수거기를 포함한다.

상기 응집제투입교반수단에 투입되는 응집제는 PAC(polyaluminum carbonite), 수산화나트륨(NaOH), 폴리머(Polymer)로 이루어진다.

상기 레독스처리수단는, 상기 버블부상수단에서 분리된 처리수가 저장되는 처리수저장탱크와, 상기 처리수저장탱크의 일측에 설치되며 상기 처리수저장탱크의 처리수를 순환시키는 순환펌프와, 상기 순환펌프에 의해 공급되는 처리수의 잔류침전물을 제거하는 전처리필터와, 상기 전처리필터에 의해 잔류침전물이 제거된 처리수와 반응하여 난분해성COD를 분해하는 레독스리액터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 폐수처리장치는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은, 버블부상수단을 이용하여 폐수의 내부에 침전되는 침전물을 상부로 부상시켜 제거함으로써, 폐수의 포함된 침전물 및 이물질, 오일성분의 분리 효과를 극대화시켜 폐수의 정화효율을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 레독스리액터에 처리수를 통과시켜 레독스반응에 의해 난분해성COD의 분해, 및 살균효과, 중금속의 제거, 악취물질 제거 등이 이루어져 보다 향상된 정수를 생산할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 폐수처리장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 도면.
도 2는 본 발명 실시예를 구성하는 버블부상수단의 구성을 보인 단면도.
도 3은 본 발명 실시예를 구성하는 레독스처리수단의 구성을 보인 단면도.
도 4는 본 발명 실시예를 구성하는 레독스리액터의 구성을 보인 사시도.
도 5는 본 발명 실시예를 구성하는 미세필터수단의 구성을 보인 단면도.
도 6은 본 발명 실시예를 구성하는 레독스리액터에 처리수를 순환시켜 검출된 난분해성COD의 검출결과.

이하 본 발명에 의한 폐수처리장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1에는 본 발명에 의한 폐수처리장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 도면이 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명 실시예를 구성하는 버블부상수단의 구성을 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명 실시예를 구성하는 레독스처리수단의 구성을 보인 단면도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명 실시예를 구성하는 레독스리액터의 구성을 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명 실시예를 구성하는 미세필터수단의 구성을 보인 단면도가 도시되어 있다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 폐수처리장치는, 오염된 폐수에 버블을 공급하여 침전물 및 이물질을 부상시키며 부상된 침전물 및 이물질을 제거하는 버블부상수단(10)과, 상기 버블부상수단(10)에서 분리된 처리수가 공급되며 레독스반응으로 상기 처리수의 난분해성COD를 분해하는 레독스처리수단(30)과, 상기 레독스처리수단(30)에 의해 난분해성COD를 분해한 처리수를 공급받아 응집제를 투입하고 이를 교반하는 응집제투입교반수단(40)과, 상기 응집제투입교반수단(40)에 의해 응집제와 교반된 처리수가 이송되며 분해된 난분해성COD가 응집제에 의해 침전되는 응집침전수단(50)과, 상기 응집침전수단(50)의 상측에 위치한 처리수가 이송되며 상기 처리수에 잔류한 침전물을 필터링하기 위해 미세필터에 통과시켜 미세침전물을 제거하는 미세필터수단(60) 등으로 이루어진다.

상기 버블부상수단(10)은, 폐수 유입관(1)이 연결되며, 오염된 폐수가 수용되는 폐수저장탱크(12)와; 상기 폐수저장탱크(12)의 내부에 설치되며, 오염된 폐수와 처리수를 분리하는 격막(24)과; 상기 폐수저장탱크(12)의 일측에 구비되며, 버블발생기(18)와 연결되어 공기방울의 부력에 의해 오염된 폐수의 침전물 및 이물질을 상부로 부상시키는 버블분배기(14)와; 상기 버블분배기(14)의 일측에 설치되며, 부상한 침전물 및 이물질이 유입되어 수거되는 부상오물수거기(26) 등으로 이루어진다.

상기 폐수저장탱크(12)는 상부가 개방된 육면체 형상을 가지며, 내부에 폐수(W)가 공급되어 저장된다. 상기 폐수저장탱크(12)의 측벽에는 폐수유입관(1)이 설치된다. 상기 폐수유입관(1)은 내부가 중공된 파이프(pipe)로 이루어져, 상기 폐수저장탱크(12)에 폐수(W)를 공급한다.

상기 폐수저장탱크(12)의 하부에는 버블분배기(14)가 설치된다. 상기 버블분배기(14)는 격자 형상으로 이루어져, 내부가 중공된 파이프로 형성된다. 상기 버블분배기(14)는 아래에서 설명할 버블발생기(18)에서 공급하는 공기가 상기 폐수저장탱크(12)의 하부에 전체적으로 공급되도록 안내한다.

상기 버블분배기(14)의 상부면에는 버블배출홀(16)이 형성된다. 상기 버블배출홀(16)은 다수개가 원형으로 관통되게 형성된다. 상기 버블배출홀(16)은 상기 버블분배기(14)에 공급되는 공기가 외부로 배출되도록 안내한다.

상기 버블분배기(14)의 하부에는 버블발생기(18)가 설치된다. 상기 버블발생기(18)는 일반적인 산소발생기로 자세한 설명은 생략한다. 상기 버블발생기(18)는 아래에서 설명할 원심펌프(20)에 의해 공급되는 처리수의 압력차를 이용하여 외부의 공기를 내부로 유입시켜 버블을 생성한다. 상기 버블발생기(18)는 상기 버블분배기(14)에 공기를 공급하여 버블이 생성되도록 한다.

상기 버블발생기(18)에는 원심펌프(20)가 연결된다. 상기 원심펌프(20)는 일반적인 복류펌프로 자세한 설명은 생략한다. 상기 원심펌프(20)는 처리수저장부(22)의 처리수(D)와 배관으로 연결되어, 내부의 임펠러(미도시)를 구동시켜 처리수(D)를 상기 버블발생기(18)에 공급한다.

즉, 상기 처리수저장부(22)의 처리수(D)를 상기 원심펌프(20)가 상기 버블발생기에 공급하여 압력차가 발생하도록 유발하여 외부의 공기를 내부로 유입시켜 상기 버블분배기에 버블을 공급한다.

상기 폐수저장탱크(12)의 중앙부에는 격막(24)이 설치된다. 상기 격막은()은 일반적인 사각형 판재로 이루어져, 폐수저장부(21)와 처리수저장부(22)를 구획하는 역할을 한다.

즉, 상기 격막(24)을 기준으로 좌측에는 폐수저장부(21)가 형성되어 폐수(W)가 저장되고, 우측에는 부유물이 처리된 처리수(D)가 저장된다.

상기 격막(24)의 우측에는 부상오물수거기(26)가 설치된다. 상기 부상오물수거기(26)는 내부가 중공된 직육면체()의 형상으로 이루어져, 상부가 개방되도록 형성된다. 상기 부상오물수거기(26)의 좌측벽(28) 상단이 폐수의 상부수면과 동일한 위치에 설치되어 상기 버블분배기(14)에 의해 공기되는 버블에 의해 부상한 침전물 및 이물질, 오일성분이 유입되어 저장된다.

즉, 폐수(W)의 기준수면(S)이 상기 격막(24)보다 높이 형성되고, 상기 부상오물수거기(26)의 좌측벽 상단이 기준수면(S)과 동일한 위치에 설치되어 버블에 의해 부상한 침전물 및 이물질, 오일성분이 상기 부상오물수거기(26)에 유입되어 저장된다.

따라서, 상기 격막(24)을 기준으로 좌측의 폐수(W)의 기준수면(S)이 우측의 처리수기준수면(d) 보다 높게 형성되어, 폐수(W)의 부유물이 부상오물수거기(26)에 분리되며 폐수(W)의 부유물이 제거된다.

상기 폐수저장탱크(12)의 우측에는 공급배관(28)이 설치된다. 상기 공급배관(28)은 내부가 중공된 일반적인 파이프(Pipe)로 자세한 설명은 생략한다. 상기 공급배관(28)의 일측은 상기 폐수저장탱크(12)에 연결되고, 타측은 아래에서 설명할 처리수저장탱크(32)에 연결된다. 상기 공급배관(28)은 상기 폐수저장탱크(12)의 처리수저장부(22)의 처리수(D)를 상기 처리수저장탱크(32)에 공급한다.

상기 버블부상수단(10)의 우측에는 레독스처리수단(30)이 설치된다. 상기 레독스처리수단(30)은, 상기 버블부상수단(10)에서 분리된 처리수(D)가 저장되는 처리수저장탱크(32)와; 상기 처리수저장탱크(32)의 일측에 설치되며, 상기 처리수저장탱크(32)의 처리수를 순환시키는 순환펌프(34)와; 상기 순환펌프(34)에 의해 공급되는 처리수(D)의 잔류침전물을 제거하는 전처리필터(36)와; 상기 전처리필터(36)에 의해 잔류침전물이 제거된 처리수와 반응하여 난분해성COD를 분해하는 레독스리액터(38) 등으로 이루어진다.

상기 처리수저장탱크(32)는 상부가 개방된 육면체 형상을 가지며, 내부에 처리수(D)가 공급되어 저장된다. 상기 처리수저장탱크(32)의 하부에는 순환펌프(34)가 설치된다. 상기 순환펌프(34)는 일반적인 펌프로 자세한 설명은 생략한다. 상기 순환펌프(34)는 상기 처리수저장탱크(32)의 배출관() 및 공급관()과 연결되어 상기 처리수정장탱크()에 저장된 처리수(D)를 순환시킨다.

상기 순환펌프(34)의 좌측에는 전처리필터(36)가 설치된다. 상기 전처리필터(36)는 격자무늬로 형성된 금속망 필터로 상기 순환펌프(34)에서 공급되는 처리수(D)의 침전물을 제거하는 역할을 한다.

상기 전처리필터(36)를 통과한 처리수(D)는 레독스리액터(38)를 유입시킨다. 상기 레독스리액터(38)는, 구리, 아연, 은, 망간, 니켈, 알루미늄 합금으로 이루어져, 처리수(D)에 레독스반응이 작용하여 난분해성COD를 분해한다.

구리의 표준환원전위는 0.337V이며, 아연의 표준환원전위는 -0.763V이고, 은의 표준환원전위는 0.799V이다. 그리고 망간의 표준환원전위는 -1.18V이고, 니켈의 표준환원전위는 -0.25V이고, 알루미늄의 표준환원전위는 -1.16V이다.

구리와 아연의 전극전위차는 1.1V이다. 그러나 여기에 은을 첨가할 경우 전극전위차는 1.562V로 산화/환원반응에너지가 크게 되어, 각종 균류의 살균, 조류()·이끼 및 곰팡이의 살균, 스케일 부착 방지, 배관의 녹 발생 방지, 유화()효과, 염소성분 제거, 수은 등 중금속 제거, 철이온 제거, 황화합물 및 알데하이드성분의 악취물질제거, 브롬 및 불소 제거 효과가 나타난다. 구리, 아연, 은의 기본 소재에 망간, 니켈, 알루미늄 등의 미량 원소가 첨가되어 산화, 환원반응의 속도 및 크기를 조절함으로써 이와 같은 효과가 나타난다. 특히 염분이 다소 포함된 물을 처리하는 경우에는 니켈을 첨가하면 반응속도 조절에 효과적이다.

레독스반응에 의한 난분해성COD의 처리 원리를 살펴보면 다음과 같다.

M → M⁺ⁿ + ne^- 산화반응

H₂O + 2e^- → OH + .H 환원반응

H₂O + .H → .HO + H2↑

위 반응 과정에서 생성된 다량의 hydroxy radical이 ß rule에 의하여 탄소간 결합을 끊어 처리가 용이하게 된다. 폐수 중 ethylene glycol 등에 함유된 알킬 chain이 끊어져서 chain의 길이가 줄어들면 용액 중에 바로 나타나는 현상은 용액의 점성계수가 강하된다. 용액의 점성계수가 강하하면 이 용액 중에 함유되어 있는 난분해성유기물의 처리가 용이 해진다. 따라서 ethylene glycol이 함유된 수용액을 REDOX반응 장치를 통과시켜서 얻은 결과를 Fig. 2 에 표시하였다. Fig. 2에서 보듯이 점성계수가 줄어드는 것을 알 수 있고 이 결과는 곧 수용액 중에 함유된 난분해성유기물 원인 물질이 처리가 상대적으로 용이한 짧은 chain으로 변하고 있다. 난분해성유기물 처리 결과에서도 비슷한 경향을 보임으로서 레독스리액터가 용액의 난분해성유기물 처리에 효과가 있다고 결론내릴 수 있고 가정된 fission mechanism 이 논리적이라고 결론내릴 수 있다.

또한, 산화환원반응 과정에서 소재는 산화를 통해 전자(e^-)를 방출하게 되는데, 첫째 이 전자는 박테리아 등 균의 세포에 작용하여 세포벽을 용혈하여 균을 죽게하는 작용을 한다. 둘째, 이 방출된 전자는 물과 작용하여 수소라디칼(.H)을 생성하고 다시 수소라디칼은 물과 반응하여 수산라디칼(.OH)을 생성하게 되는데 이때 생성되는 수산라디칼은 강력한 살균력을 갖게 되는데 염소(Cl)의 약 800배에 이르게 된다. 셋째, 반응 과정에서 수산기(OH-)가 생성되는데 이 수산기로 인해 pH가 상승하게 된다. pH가 9.5 이상이 되면 각종 균이 서식하기 어려운 환경조건이 되므로 레독스반응과정에서 강력한 살균 및 균의 서식환경을 어렵게 하므로 효과적인 살균이 가능하게 된다.

도 6에 나타낸 그래프와 같이, 상기 레독스리액터(38)를 통과한 처리수(D)를 반복적으로 상기 순환펌프(34)를 이용하여 순환시켜면, 처리수(D)에 포함된 난분해성COD이 검출량이 점점 감소하는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 상기 순환펌프(34)를 이용하여 10회 이상 처리수(D)를 순환시키면 충분한 난분해성COD의 제거효과가 나타난다.

상기 레독스처리수단(30)에 의해 처리수(D)에 포함된 난분해성COD의 탄소간 결합관계가 끊어진 처리수(D)는 공급배관을 통해 응집제투입교반수단(40)으로 이동된다.

상기 응집제투입교반수단(40)은, 처리수(D)가 저장되는 교반탱크(42)와, 상기 교반탱크(42)와 연결되어 응집제를 공급하는 응집제투입기(44)와, 상기 교반탱크(42)의 내부에 구비되어, 응집제()와 처리수를 교반하여 처리수(D)에 응집제를 혼합하는 교반기(46) 등으로 이루어진다.

상기 교반탱크(42)은 내부가 중공된 원통 형상으로 형성된다. 상기 교반탱크(42)에는 상기 처리수저장탱크(32)에서 공급되는 처리수(D)가 저장된다. 상기 교반탱크(42)의 상부에는 응집제투입기(44)가 설치된다. 상기 응집제투입기(44)의 상기 교반탱크(42)의 상부에 설치되며, 파이프를 통해 상기 교반탱크(42)의 내부와 연결된다. 상기 응집제투입기(44)의 내부에는 차단기(미도시)가 설치되어 응집제투입기 내부에 저장된 응집제를 선택적으로 상기 교반탱크(42)에 공급한다.

상기 응집제투입기(44)에 저장된 응집제()는, PAC(polyaluminum carbonite), 수산화나트륨(NaOH), 폴리머(Polymer) 등이 저장되며, 이외에도 다양한 응집제가 폐수의 상태에 따라 적용될 수 있다. 상기 응집제에 의해 처리수(D)에 포함된 부유물 또는 이물질이 응집된다.

상기 교반탱크(42)의 내부에는 교반기(46)가 설치된다. 상기 교반기(46)는 구동모터(미도시)와 연결되어 회전되는 회전축(47)과, 상기 회전축(47)의 하부에 연결되어 회전하는 블레이드(48) 등으로 이루어진다.

상기 회전축(47)은 구동모터에 연결되어 고속으로 회전되며, 상기 회전축(47)의 하부에 설치된 블레이드(48)가 처리수의 내부에서 회전되어 응집제와 처리수(D)를 혼합한다.

상기 응집제투입교반수단(40)의 우측에는() 응집침전수단(50)이 설치된다. 상기 응집침전수단(50)은, 응집제와 혼합된 처리수(D)를 저장하는 응집탱크(52)와, 상기 응집탱크(52)의 내부에 응집되어 침전되는 침전물을 외부로 배출하는 침전물배출배관(54) 등으로 이루어진다.

상기 응집탱크(52)는 내부가 중공된 원기둥 형상으로 이루어져, 하부가 깔때기 형상으로 형성된다. 상기 응집탱크(52)는 공급배관(28)을 통해 이송된 응집제와 혼합된 처리수(D)를 일정시간 보관한다. 따라서, 상기 응집탱크(52)의 내부에는 응집제에 의해 처리수(D)에 포함된 부유물 및 이물질이 하부에 응집되어 침전된다.

상기 응집탱크(52)의 하부에는 침전물배출배관(54)이 설치된다. 상기 침전물배출배관(54)은 내부가 중공된 관(管) 형상으로 형성된다. 상기 침전물배출배관(54)은 응집제에 의해 침전된 부유물 및 이물질을 외부로 배출하는 역할을 한다.

상기 응집탱크(52)의 상부에는 부유물수거기(55)가 설치된다(도 4 참조). 상기 부유물수거기(55)는, 구동모터에 의해 회전되는 한 쌍의 구동축(56)과, 상기 구동축(56)의 외주면에 결합되어 회전되는 구동벨트(57)와, 상기 구동벨트(57)에 수직하게 설치되며, 부유물을 일방향으로 이동시키는 부유물이동판(58) 등으로 이루어진다.

상기 구동축(56)은 원통 형상을 가지며, 장방향으로 길게 형성된다. 상기 구동축(56)은 한 쌍이 서로 이격된 위치에 설치되며, 구동모터(미도시)와 연결되어 아래에서 설명할 구동벨트(57)를 회전시킨다.

상기 구동축(56)의 외주면에는 구동벨트(57)가 설치된다. 상기 구동벨트(57)는 일반적인 벨트로 자세한 설명은 생략한다. 상기 구동벨트(57)는 탄성을 가지는 재질로 이루어져 상기 구동축(56)의 외주면에 감겨져 회전된다.

상기 구동벨트(57)의 외주면에는 부유물이동판(58)이 설치된다. 상기 부유물이동판(58)은 사각형 판재로 이루어져, 상기 구동벨트(57)의 외주면에 일정한 간격으로 다수개가 수직하게 설치된다. 상기 부유물이동판(58)은 상기 구동벨트(57)의 회전에 따라, 일방향으로 이동되어 상기 응집탱크(52)의 수면에 부유한 부유물을 아래에서 설명할 부유물저장탱크(59)로 이송한다.

상기 응집탱크(52)의 우측 상단에는 부유물저장탱크(59)가 설치된다. 상기 부유물저장탱크(59)는 내부가 중공된 육면체 형상을 가지며, 상부가 개방되어 상기 부유물수거기(55)에 의해 이동되는 부유물이 저장된다.

상기 응집탱크(52)의 우측에는 미세필터수단(60)이 설치된다. 상기 미세필터수단(60)은, 상기 응집탱크(52)에서 공급되는 처리수(D)를 수용하는 정수저장탱크(62)와, 상기 정수저장탱크(62)의 내부에 구비되어 처리수(D)의 미세이물질을 제거하는 미세필터(64)와, 상기 정수저장탱크(62)의 일측에 설치되어 정수를 외부로 배출하는 정수배출배관(66) 등으로 이루어진다.

상기 정수저장탱크(62)는 내부가 중공된 원통 형상을 가지며, 공급배관(28)에 의해 상기 응집탱크(52)의 처리수가 저장된다. 상기 정수저장탱크(62)의 내부에는 미세필터(64)가 설치된다. 상기 미세필터(64)는 미세한 크기의 다공성홀이 형성된 망이 내부에 구비되어, 처리수(D)에 잔류하는 미세한 이물질 등을 제거한다.

상기 정수저장탱크(62)의 하부 우측에는 정수배출배관(66)이 설치된다. 상기 정수배출배관(66)은 관(管)형상으로 형성되어, 상기 미세필터(64)에 의해 필터링(filtering)된 정수가 상기 정수저장탱크(62)의 하부로 이동되면 상기 정수배출배관(66)을 통해 외부로 배출된다.

이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 폐수처리장치의 작용에 대해 도 1 내지 도 4를 참조하여 살펴본다.

먼저 폐수유입관(1)을 통해 버블부상수단(10)에 폐수(W)가 공급된다. 상기 버블부상수단(10)에 폐수(W)가 공급되면, 폐수저장부(21)에 폐수(W)가 저장된다. 상기 폐수저장부(21)에 일정량의 폐수(W)가 공급되면, 상기 폐수저장부(21)의 하부에 설치된 원심펌프(20)를 작동시킨다.

상기 원심펌프(20)의 작동에 의해 버블발생기(18)는 외부의 공기를 내부로 유입시켜 버블분배기(14)에 공기를 주입한다. 상기 버블분배기(14)에 공기가 주입되면 버블이 발생하고 버블에 의해 폐수(W)에 침전물 및 이물질, 오일성분이 상측으로 부상한다.

상기 버블분배기(14)에 의해 상측으로 부상한 각종 이물질 등은 기준수면(S) 상단으로 부상하여 격막(24)의 상단을 통과한다. 상기 격막(24) 상단을 통과한 각종 이물질은 상기 기준수면(S)과 동일한 위치에 설치된 부상오물수거기(26)에 유입되어 저장된다.

즉, 기준수면(S)의 상부로 부유한 각종 이물질은 부상오물수거기(26)에 유입되어 저장되고 기준수면(S)의 하부에 위치한 처리수(D)는 처리수저장부(22)로 이동된다. 따라서, 상기 격막(24)을 기준으로 좌측에는 폐수(W)가 저장되고, 우측에는 처리수가 저장된다.

상기 처리수저장부(22)에 저장된 처리수(D)는 공급배관(28)을 통해 레독스처리수단(30)으로 공급된다. 상기 레독스처리수단(30)으로 공급된 처리수(D)는 처리수저장탱크(32)에 저장된다. 상기 처리수저장탱크(32)에 저장된 처리수(D)는 순환펌프(34)에 의해 전처리필터(36)로 공급된다.

상기 순환펌프(34)에 의해 공급된 처리수(D)는 상기 전처리필터(36)에 의해 잔류한 각종 이물질이 제거된다. 상기 전처리필터(36)에 의해 각종 이물질이 제거된 처리수(D)는 레독스리액터(38)로 공급된다. 상기 레독스리액터(38)는 처리수(D)와 레독스반응하여 처리수(D)에 포함된 난분해성COD의 탄소간 결합을 끊어 난분해성COD를 분해한다.

또한, 레독스리액터(38)는 처리수(D)와 레독스반응하여 미생물의 세포와 전자적 이온교환에 따른 용혈 현상으로 인한 살균작용을 한다.

상기 순환펌프(34)에 의해 처리수(D)를 10회 이상 레독스리액터(38)에 공급하여 처리수(D)를 순환시켜 처리수(D)에 난분해성COD 분해 및 살균 작용을 실시한다.

상기 레독스리액터(38)에 레독스반응이 완료되면 상기 처리수저장탱크(32)의 처리수(D)를 응집제투입교반수단(40)에 공급한다.

상기 응집제투입교반수단(40)에 처리수(D)가 공급되면 공급배관(28)을 통해 교반탱크(42)의 내부에 처리수(D)가 저장된다. 상기 교반탱크(42)에 일정량의 처리수(D)가 공급되면 응집제투입기(44)의 차단기가 개방되어 상기 응집제투입기(44) 내부의 응집제가 교반탱크(42)의 내부로 유입된다.

상기 응집제는 폐수의 상태에 따라 다양한 조합이 이루어지며, 상기 응집제는 처리수(D)와 혼합되어, 처리수(D)의 이물질과 반응하여 침전작용을 한다.

상기 응집제가 투입되면 교반기(46)가 작동하여 처리수(D)와 응집제를 혼합한다. 상기 교반기에 의한 응집제와 처리수(D)의 혼합이 완료되면 공급배관(28)을 통해 응집침전수단(50)으로 응집제와 혼합된 처리수(D)가 공급된다.

상기 응집제와 혼합된 처리수(D)는 응집탱크(52)에 저장된다. 상기 응집탱크(52)에 저장된 응집제와 혼합된 처리수(D)는 일정시간 동안 침전작용이 일어나도록 보관하며 침전작용이 완료되면 하부의 침전물배출배관(54)을 통해 침전물을 외부로 배출한다.

상기 응집탱크(52) 내부의 침전물의 배출이 완료되면 공급배관(28)을 통해 미세필터수단(60)으로 처리수(D)가 공급된다. 상기 공급배관(28)을 통해 정수저장탱크(62)로 처리수(D)가 저장되며, 상기 정수저장탱크(62)의 내부에 설치된 미세필터(64)에 의해 처리수에 잔류한 이물질이 제거된다. 상기 미세필터(64)에 의한 처리수(D)의 이물질 제거가 완료된 정수는 정수배출배관(66)을 통해 외부로 배출된다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

10. 버블부상수단 12. 폐수저장탱크
14. 버블분배기 18. 버블발생기
24. 격막 26. 부상오물수거기
30. 레독스처리수단 32. 처리수저장탱크
34. 순환펌프 36. 전처리필터
38. 레독스리액터 40. 응집제투입교반수단
50. 응집침전수단 50. 미세필터수단

Claims

오염된 폐수에 버블을 공급하여 침전물 및 이물질을 부상시키며, 부상된 침전물 및 이물질을 제거하는 버블부상수단(10)과;
상기 버블부상수단(10)에서 분리된 처리수가 공급되며, 레독스반응으로 상기 처리수의 난분해성COD를 분해하는 레독스처리수단(30)과;
상기 레독스처리수단(30)에 의해 난분해성COD를 분해한 처리수를 공급받아, 응집제를 투입하고 이를 교반하는 응집제투입교반수단(40)과;
상기 응집제투입교반수단(40)에 의해 응집제와 교반된 처리수가 이송되며, 분해된 난분해성COD가 응집제에 의해 침전되는 응집침전수단(50)과;
상기 응집침전수단(50)의 상측에 위치한 처리수가 이송되며, 상기 처리수에 잔류한 침전물을 필터링하기 위해 미세필터에 통과시켜 미세침전물을 제거하는 미세필터수단(60)을 포함하며;
상기 버블부상수단(10)은,
폐수유입관(1)이 연결되며, 오염된 폐수가 수용되는 폐수저장탱크(12)와;
상기 폐수저장탱크(12)의 내부에 설치되며, 오염된 폐수와 처리수를 분리하는 격막(24)과;
상기 폐수저장탱크(12)의 일측에 구비되며, 버블발생기(18)와 연결되어 공기방울의 부력에 의해 오염된 폐수의 침전물 및 이물질을 상부로 부상시키는 버블분배기(14)와;
상기 버블분배기(14)의 일측에 설치되며, 부상한 침전물 및 이물질이 유입되어 수거되는 부상오물수거기(26)를; 포함하는 폐수처리장치
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제 1 항에 있어서, 상기 응집제투입교반수단(40)에 투입되는 응집제는 PAC(polyaluminum carbonite), 수산화나트륨(NaOH), 폴리머(Polymer)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐수처리장치.
제 1 항에 있어서, 레독스처리수단(30)은,
상기 버블부상수단(10)에서 분리된 처리수(D)가 저장되는 처리수저장탱크(32)와;
상기 처리수저장탱크(32)의 일측에 설치되며, 상기 처리수저장탱크(32)의 처리수를 순환시키는 순환펌프(34)와;
상기 순환펌프(34)에 의해 공급되는 처리수(D)의 잔류침전물을 제거하는 전처리필터(36)와;
상기 전처리필터(36)에 의해 잔류침전물이 제거된 처리수와 반응하여 난분해성COD를 분해하는 레독스리액터(38);를 포함하는 폐수처리장치.
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