KR101417277B1 - 폐수 응집 처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐수에 포함된 이물질을 응집제를 통해 응집하여 자동 배출토록 하고, 폐수를 연속 투입하여 정화 처리할 수 있음은 물론 1차 혼합조에서 교반 초기에 폐수에서 발생하는 악취까지 제거함과 더불어 2차, 3차까지 처리되면서 폐수 원수에 대한 악취와 오염부하량을 현격히 낮추어 3차 처리수에 포함되어 있는 미세한 슬러지까지 처리토록 함으로써 폐수 정화 효율을 향상시킬 수 있으며, 각각의 처리조가 하나의 장치에 연속 형성되어 컴팩트한 장치를 구현할 수 있도록 한 폐수 응집 처리장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 폐수 응집 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐수에 포함된 이물질을 응집제를 통해 응집하여 자동 배출토록 하고, 폐수를 연속 투입하여 정화 처리할 수 있음은 물론 혼합조에서 1차 교반시 초기에 폐수에서 발생하는 악취까지 제거함과 더불어 2차, 3차까지 처리되면서 폐수 원수에 대한 악취와 오염부하량을 현격히 낮추어 3차 처리수에 포함되어 있는 미세한 플럭까지 슬러지화하여 처리토록 함으로써 폐수 정화 효율을 향상시킬 수 있으며, 각각의 처리조가 하나의 장치에 연속 형성되어 컴팩트한 장치를 구현할 수 있도록 한 것이다.
주지하다시피, 산업현장, 축산 농가, 가정 등에서 발생되는 쓰레기의 침출수, 하수, 오수 및 분뇨 등과 같은 폐수는 많은 양의 잔존물을 함유하고 있을 뿐만 아니라 생물학적 산소요구량, 화학적 산소요구량, 부유물질함량 등이 환경 기준치를 상회하고 있으며, 처리방법 또한 만족하지 않아서 그대로 매립 혹은 수질 정화처리하게 되면 폐수에 인한 폐수처리장 주변의 토양 오염과 하천수의 오염으로 자연 환경의 파괴가 심각하게 진행된다.
이에 따라 폐수 내에 존재하고 있는 모래, 협잡물 등과 같은 잔존물을 별도로 분리 처리한 뒤, 폐수를 정화설비로 정화되어 하천 등으로 방류하여 환경의 오염 등을 줄이게 된다.
즉 종래에는 이동식 화장실의 인분이나 각종 축사로부터 발생되는 분뇨 등은 화공약품이나 미생물로 처리되어 퇴비로 재활용되고 있으나, 이는 많은 양의 화공약품을 사용하고 있으며, 방류기준이 높기 때문에 하천의 수질을 오염시킴과 더불어 처리에 따른 비용과 시간이 많이 소비된다는 단점이 있다.
또한 각종 식품회사, 음료회사, 단체급식소, 대형식당, 고속도로 휴게소 등에서 발생되는 음식물쓰레기나 육가공 식품을 제조하는 공장 등에서 발생하는 폐기물 등을 적당한 온도를 유지한 뒤에 이를 건조하여 퇴비나 사료로 사용하는 처리방법이 있다. 퇴비로 활용하는 방안은 음식물쓰레기나 식품가공 폐기물 등의 속에 잔존하는 염분 때문에 농가에서는 반기지 않는 것이 현실이다. 또한 상기 음식물쓰레기의 발생량이 많기 때문에 사료로 처리를 목적으로는 대형의 건조장치가 필요하게 된다. 혹은 소각로를 이용하여 음식물 쓰레기를 직접 소각하는 방법도 활용되고 있지만 음식물쓰레기의 발생량이 적은 지여에서는 간혹 사용되고 있다. 위의 방법으로 음식물쓰레기를 건조 또는 소각하는 비용이 많이 소비된다는 단점 때문에 대중화되지 못하고 있다.
음식물쓰레기의 처리비용을 줄이기 위해 음식물쓰레기를 압축하여 고형물의 함유율을 낮추어 고형물에 대한 건조비용을 절약할 수 있다. 이때 발생된 음식물폐수는 기름이나 기타 연료를 에너지원으로 증발시키는 방법이 있다. 그러나 현재는 비용이 저렴한 해양투기를 선호하고 있는 실정이다.
축산농가의 경우를 살펴보기로 하자. 기업형 축산농가나 일반 축산농가에서 발생되는 축산폐수를 미생물공법으로 처리하고 있으나 악취에 대한 해결방법은 전무한 것이 현실이다. 그뿐만 아니라 축산폐수 발생량은 육돈 1마리당 5.2kg~6.7kg의 분뇨가 매일 발생한다. 발생된 분뇨 중에 돼지똥은 걸러서 톱밥을 섞어 발효과정을 거쳐 유기농 비료로 활용되고 있으며, 돼지오줌은 돼지똥의 일부와 섞여서 부숙조로 보내져 자연증발과 효소작용으로 인해 유기농 액체비료로 사용하고 있다. 이때 발생하는 악취로 인해 축산농가 주변의 토지는 개발에 문제가 많이 산재하고 있는 것이 현실이다.
또 다른 방법은 밀폐된 공간에 일정한 온도를 유지하고 계절에 따른 생성기간이 다르긴 하지만 바이오가스 즉 메탄가스를 생성하여 여러 용도로 사용하는 방법이 있긴 하지만 초기 설치비용이 많이 들고 공간을 매우 많이 사용하는 단점이 있다. 이 방법으로 메탄가스를 생산하고 남은 찌꺼기와 폐수는 액체비료로 사용하기에는 부숙상태가 완전하지 못하여 2차 부숙시간이 필요하게 된다.
일반적인 폐수처리 방법을 살펴보면 활성슬러지법과 접촉산화법 등 여러 방법으로 각종 폐수를 처리하고, 모래나 기타 여과제를 사용하여 최종 처리하는 것이 일반적이다.
활성슬러지법은 폐수에 혼합된 흙, 모래, 각종 찌꺼기 등과 같은 잔존물을 침사지에서 분리한 뒤, 하나의 반응기에서 잔존물 분리공정을 거쳐서 폐수 속에 불로어를 이용하여 공기를 계속적으로 불어넣는다. 이러한 방법으로 미생물을 성장시켜 폐수 속에 잔존하는 중금속과 유기물을 미생물의 기초 생장원으로 활용한다. 그리하여 포화된 미생물이 중금속과 유기물을 계속적으로 섭취하고 괴사된 미생물은 슬러지가 되어 침전 혹은 부유하게 된다. 최종적으로 슬러지를 가라앉혀 상부에 위치한 물 즉 상등수를 방류하게 되는 것이다. 이러한 활성슬러지법은 인입 폐수의 양이 대량으로 유입되는 변동 발생시에 대처할 수 없고, 미생물에 대한 이상현상 및 사고가 발생할 때에 고농도의 슬러지를 무단 방류할 수 있으며, 유지비용이 많이 소요됨과 더불어 폐수의 처리 시간이 많이 소요된다는 단점이 있다.
접촉산화법은 접촉조에 접촉재를 충진시켜 여상을 형성하고, 폭기조의 교반에 의해 충분한 용존산소를 공급하여 접촉재에 부착된 생물막과 폐수를 반복 접촉하여 정화하는 것으로, 이러한 종래의 접촉산화법 역시 입상물질을 처리하기 힘들고, 잉여오니를 주기적으로 제거하기 어렵고, 이상현상 및 사고가 발생할 때에 고농도의 슬러지를 무단 방류할 수 있다는 단점이 있다.
이를 감안하여 폐수를 담은 교반조에 응집제를 투입한 후 교반하여 폐수에 포함된 유기물, 무기물 등을 응집 처리하는 폐수 응집 처리장치가 개시된 바 있으나, 종래 폐수 응집 처리장치는 교반조, 침전조 등이 세분화되어 있지 않아 이물질을 응집하여 슬러지화하여 처리하는 데 한계가 있었으며, 또 교반조, 침전조 등의 각각의 처리조가 서로 분리 구성되어 있어 폐수의 연속처리가 불가하고, 다수의 이송관 및 펌프가 필요하며, 설치 공간을 많이 차지하는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 폐수에 포함된 이물질을 응집제를 통해 응집하여 스크린조 등을 통하여 자동 배출토록 하고, 폐수를 연속 투입하여 정화 처리할 수 있음은 물론 혼합조에서 1차 교반시 초기에 폐수에서 발생하는 악취까지 제거함과 더불어 2차, 3차까지 처리되면서 폐수 원수에 대한 악취와 오염부하량을 현격히 낮추어 3차 처리수에 포함되어 있는 미세한 플럭까지 슬러지화하여 처리토록 함으로써 폐수 정화 효율을 향상시킬 수 있으며, 각각의 처리조가 하나의 장치에 연속 형성되어 컴팩트한 장치를 구현할 수 있도록 한 폐수 응집 처리장치를 제공하고자 하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 폐수가 공급되면 고형물과 액상물질을 분리하여 고형물질은 외부로 배출하고, 액상물질만 담아 수용한 상태에서 응집제가 투입되면 교반날개를 통해 이들을 교반해주는 혼합조; 폐수에 비해 상대적으로 깨끗해진 최종 처리수를 담아 보관하는 최종 처리수 수용조; 지하수나 깨끗한 물을 담아 보관하는 보충수 수용조; 상기 혼합조로부터 선처리된 폐수와, 상기 최종 처리수 수용조에 수용된 최종 처리수와, 상기 보충수 수용조에 수용된 보충수가 각각 유입되면 교반날개를 통해 이를 교반하여 이물질 응집을 통해 플럭을 형성하여 슬러지를 생성하는 다수의 교반조로 이루어진 교반부; 상기 교반부로부터 유입된 물을 받아 이 중에 포함된 슬러지를 침전시키고, 상부측의 물만 다음 단계로 오버플로우시키는 다수의 침전조가 연속 형성되어 이루어진 침전부; 상기 혼합조로 유입되는 폐수 중 고형물을 액상물질과 분리하거나, 상기 교반부의 각 교반조로부터 다음 단계의 교반조로 유입되는 처리수 중의 슬러지 를 처리수와 분리하거나, 상기 교반부로부터 상기 침전부로 유입되는 처리수 중의 슬러지를 처리수로부터 분리하기 위해 각 부위의 사이에 설치되는 다수의 스크린조로 이루어진 스크린부; 및 상기 침전부 중 마지막 침전조로부터 펌핑된 물이 유입되어 다단의 필터를 통과하는 과정에서 처리수에 포함된 미세 슬러지 성분이 제거되도록 하며, 최종 처리수는 방류하거나 상기 처리수 수용조로 펌핑하여 재사용토록 하는 필터부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 혼합조는, 상부 일측에는 응집제를 정량 투입할 수 있는 응집제 공급기가 구비되며, 상부 중앙부에는 구동모터가 고정되고, 상기 구동모터의 축 상하부에는 교반날개가 각각 장착되어 상기 교반부를 통한 교반작업 전에 폐수, 처리수 및 보충수 그리고 응집제 교반을 통해 폐수를 선처리해 줄 수 있도록 구성되며, 하면은 일측 또는 중앙부 방향으로 경사지게 구성되고, 상기 경사진 부위의 최하부 위치에는 밸브를 갖는 배출관이 연결되며; 상기 최종 처리수 수용조와 상기 보충수 수용조는, 하면이 일측 또는 중앙부 방향으로 경사지게 각각 구성되고, 상기 경사진 부위의 최하부 위치에는 밸브를 갖는 배출관이 각각 연결되어 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 교반부는, 상기 혼합조로부터 선처리된 폐수와, 상기 최종 처리수 수용조에 수용된 최종 처리수와, 상기 보충수 수용조에 수용된 보충수가 각각 유입되면 이들을 교반하여 이물질 응집을 통해 플럭을 형성하여 슬러지를 생성하는 1차 교반조; 상기 1차 교반조보다 용적이 2~2.5배 크게 구성된 상태로 상기 1차 교반조의 아래에 배치되어 상기 1차 교반조로부터 배출되는 1차 처리수 중 슬러지는 스크린조를 통해 걸러서 외부로 배출하고, 1차 처리수만 유입시키며, 응집제, 상기 최종 처리수 수용조에 수용된 최종 처리수, 상기 보충수 수용조에 수용된 보충수를 각각 더 투입·교반하여 이물질 응집을 통해 플럭을 형성하여 슬러지를 생성하는 2차 교반조; 및 상기 1차 교반조보다는 용적이 2~2.5배 크게 구성되어 상기 2차 교반조로부터 배출되는 2차 처리수 중 슬러지는 스크린조를 통해 걸러서 외부로 배출하고, 응집제만 투입·교반하여 이물질 응집을 통해 플럭을 형성하여 슬러지를 생성하는 3차 교반조를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 1차 교반조는 1차 교반조A, 1차 교반조B 2개조로 구성되어 1차 교반조A에서 교반과정이 60~80% 진행되는 시점에 상기 혼합조로부터 선처리된 폐수, 상기 최종 처리수 수용조에 수용된 최종 처리수, 및 상기 보충수 수용조에 수용된 보충수가 1차 교반조B로 각각 유입·교반되도록 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 혼합조, 상기 2차 교반조 및 상기 3차 교반조의 상부에는 응집제를 정량을 공급하는 응집제 공급기가 각각 설치될 수 있다.
바람직하게는, 대형 처리시설일 경우에는 상기 각 교반조에는 중앙부와 이 중앙부를 중심으로 등각도로 다수의 구동모터가 구비되고, 상기 각 구동모터의 축에는 교반날개가 각각 장착되어 상기 각 구동모터의 구동에 따라 상기 각 교반조 내부의 폐수와 처리수를 응집제와 교반시켜주도록 구성되며, 상기 각 교반날개는 수류를 하방향으로 안내하는 방향으로 장착되고, 중앙부의 교반날개는 타 부위의 교반날개와는 반대방향으로 장착되면서 타 부위의 교반날개와는 반대방향으로 회전되도록 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 각 교반조의 형태는 직사각형으로 이루어지고, 상기 각 교반조 내부에는 돌출부가 형성되어 상기 교반날개의 회전에 따라 회전하는 상기 혼합조로부터 유입된 폐수, 상기 최종 처리수 수용조로부터 유입된 최종 처리수, 및 상기 보충수 수용조로부터 유입된 보충수의 혼합 방향이 변화되어 와류가 생성될 수 있도록 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 침전부는, 상부와 하부가 관통된 처리수 유입틀이 상기 각 침전조의 외측벽과 하면으로부터 일정간격 이격되도록 설치되고, 상기 교반부 또는 전단계의 침전조로부터 상기 각 처리수 유입틀 안쪽방향으로 유입구가 형성되어 상기 교반부 또는 전단계의 침전조로부터 오버플로우된 물이 상기 각 처리수 유입틀 안쪽으로 유입되도록 구성되며, 상기 각 침전조의 외측벽에는 상기 유입된 물 중 상부측 물만 다음 단계로 오버플로우시킬 수 있도록 상기 유입구가 각각 연결되고, 상기 각 침전조의 하면은 슬러지를 모을 수 있도록 중앙부 혹은 일측을 향해 경사지게 형성되며, 상기 경사진 부위의 최하부에는 슬러지를 하방향으로 배출할 수 있도록 슬러지 배출관이 연결되어 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 각 침전조는, 처리수의 이동방향을 기준으로 후방으로 갈수록 점차 용적이 커지도록 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 각 처리수 유입틀의 유입구 위치에는 걸름망이 각각 형성되어 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 스크린부는, 상기 혼합조의 상부에 경사지게 설치되어 상기 혼합조로 유입되는 폐수 중의 고형물을 액상물질과 분리해주는 제1 스크린조; 상기 1차 교반조와 상기 2차 교반조의 사이에 경사지게 설치되어 1차 처리수에 포함된 슬러지를 1차 처리수와 분리해주는 제2 스크린조; 상기 2차 교반조와 상기 3차 교반조의 사이에 경사지게 설치되어 2차 처리수에 포함된 슬러지를 2차 처리수와 분리해주는 제3 스크린조; 상기 3차 교반조와 상기 침전부의 사이에 경사지게 설치되어 3차 처리수에 포함된 슬러지를 3차 처리수로부터 분리해주는 제4 스크린조로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 각 스크린조는, 망체로 된 스크린 컨베이어가 구동롤러와 피동롤러 사이에 연결되고, 상기 구동롤러는 구동모터와 동력전달가능하게 연결되어 상기 구동모터의 구동에 따라 상기 스크린 컨베이어가 상기 구동롤러와 상기 피동롤러의 사이에서 연속 회전하면서 고형물 또는 슬러지를 외부로 이송하면서 폐수 또는 각 처리수는 하방향으로 통과시키도록 구성되며; 상기 제2 스크린조 내지 제4 스크린조의 스크린 컨베이어 하부에는 각 처리수를 모아주도록 일측방향으로 경사지게 구성되고, 상기 경사진 부위의 최하부에는 상기 모아진 처리수를 다음 단계로 이송하기 위한 이송관이 연결되고; 상기 각 스크린조의 일측에는 슬러지와 처리수의 분리가 원활히 이루어지도록 진동기가 설치되며; 상기 제2 스크린조 내지 제4 스크린조의 스크린 컨베이어 배출단부에는 상기 스크린 컨베이어에 걸러진 슬러지를 상기 스크린 컨베이어로부터 분리하기 위해 가이드판이 설치되고; 상기 각 스크린조의 상부 일측에는 상기 스크린 컨베이어에 묻어있는 슬러지를 탈리시키기 위해 360° 회전가능한 세척수 노즐이 각각 구비되고, 상기 세척수 노즐은 최종 처리수 유입관 또는 보충수 유입관과 연결되어 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 2차 교반조와 상기 3차 교반조는 나란하게 배치되고, 상기 2차 교반조의 하부에는 상기 제3 스크린조가 설치되며, 하면은 2차 처리수를 일측으로 모아주도록 일측방향으로 경사지게 구성된 2차 처리수 보관조가 상기 제3 스크린조의 하부에 구비되고, 상기 2차 처리수 보관조의 경사진 부위 최하부에는 수중펌프가 위치되어 상기 2차 처리수를 상기 3차 교반조로 유입시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 혼합조, 상기 최종 처리수 수용조, 상기 보충수 수용조, 상기 각 교반조, 및 상기 2차 처리수 보관조의 상부에는 처리수와 함께 배출되지 못하고 상기 혼합조, 상기 최종 처리수 수용조, 상기 보충수 수용조, 상기 각 교반조, 및 상기 2차 처리수 보관조의 내부 구석구석에 끼인 이물질과 각 교반날개에 묻어있는 이물질을 물분사를 통해 소제해주기 위해 360°회전가능한 세척수 노즐이 각각 설치되며, 상기 세척수 노즐은 최종 처리수 유입관 또는 보충수 유입관과 연결되어 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 방류 직전의 최종 처리수 중 고농도 질소화합물 제거를 위해 상기 필터부를 통과한 최종 처리수를 담아주도록 함체 형상 또는 물탱크 형상으로 된 최종 저장조와, 상기 최종 저장조의 일부분에 설치되는 정전류 발생장치로 이루어져 상기 최종 저장조에 최종 처리된 처리수에 포함되어 있는 염화물 이온이 상기 정전류 발생장치의 전극 중 +극에 산화되어 염소가스가 발생되도록 하고, 상기 염소가스는 물과 반응하여 차아염소산이 생성되어 살균작용을 하도록 하며, 상기한 전해법에 의해 정전류를 발생하여 전해를 일으켜 최종 처리수 중의 질산성 질소, 암모니아성 질소 및 염분을 제거하는 탈질장치가 더 구비될 수 있다.
바람직하게는, 방류 직전의 최종 처리수 중 고농도 질소화합물 제거를 위해 상기 필터부를 통과한 최종 처리수를 담아주도록 함체 형상 또는 물탱크 형상으로 된 최종 저장조와, 상기 최종 저장조의 일부분에 설치되는 정전류 발생장치로 이루어져 상기 최종 저장조에 최종 처리된 처리수에 포함되어 있는 염화물 이온이 상기 정전류 발생장치의 전극 중 +극에 산화되어 염소가스가 발생되도록 하고, 상기 염소가스는 물과 반응하여 차아염소산이 생성되어 살균작용을 하도록 하며, 상기한 전해법에 의해 정전류를 발생하여 전해를 일으켜 최종 처리수 중의 질산성 질소, 암모니아성 질소 및 염분을 제거하는 탈질장치가 더 구비될 수 있다.
본 발명은 여러 종류의 폐수, 보충수 또는 최종 처리수와 함께 응집제를 투입하여 다단계의 교반부를 통해 교반해줌으로써 폐수에 잔존하는 무기물과 유기물 등이 교반되면서 플럭이 형성되어 슬러지를 생성할 수 있고, 계속되는 교반을 통해 플럭의 조대화가 가능해지게 된다. 이때 생성된 슬러지는 파괴되지 않게 외부로 원활하게 배출되고, 처리수는 여과되어 다음 공정으로 유도될 수 있게 된다.
또한, 교반조와 스크린조가 다단계로 이루어져 있어 플럭이 각 단계별로 점차 작게 형성되면서 미세한 플럭까지 슬러지화하여 제거할 수 있는 것이며, 침전부 역시 다단계로 이루어져 있어 미세한 플럭 및 슬러지까지 침전시켜 제거할 수 있는 것이다.
또한, 침전조에서는 3차 처리수 유입위치부터 배출위치까지 각 침전조의 유입구 높이가 점차 낮아지도록 형성되어 있어 별도의 펌프없이도 처리수가 자연스럽게 흘러 다음 단계로 유입될 수 있으므로 동력 소비량을 현저하게 줄일 수 있으며, 혼합조, 보충수 수용조, 최종 처리수 수용조, 교반부, 침전부, 스크린부, 필터부가 순차적으로 연결되어 있어 컴팩트한 장치를 구현할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 폐수 응집 처리장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 폐수 응집 처리장치의 폐수 처리 순서를 나타낸 전개도.
도 3은 본 발명에 따른 폐수 응집 처리장치의 1차 교반장치 상세도.
도 4는 본 발명에 따른 폐수 응집 처리장치의 2차 교반장치 및 2차 처리수 보관조 상세도.
도 5는 본 발명에 따른 폐수 응집 처리장치의 3차 교반장치 및 침전조 상세도.
도 6은 본 발명에 따른 폐수 응집 처리장치의 교반조 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 폐수 응집 처리장치의 폐수 처리 순서를 나타낸 전개도.
도 3은 본 발명에 따른 폐수 응집 처리장치의 1차 교반장치 상세도.
도 4는 본 발명에 따른 폐수 응집 처리장치의 2차 교반장치 및 2차 처리수 보관조 상세도.
도 5는 본 발명에 따른 폐수 응집 처리장치의 3차 교반장치 및 침전조 상세도.
도 6은 본 발명에 따른 폐수 응집 처리장치의 교반조 평면도.
이하, 본 발명을 제시되는 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 폐수 응집 처리장치는, 도시된 바와 같이 폐수, 최종 처리수, 및 보충수를 유입시키고 응집제를 투입하여 교반하고, 응집제의 응집 성능을 통해 플럭을 형성하며, 슬러지는 배출하고, 처리수만 다음 단계로 이송하여 최종적으로 깨끗해진 처리수를 방류하거나 재사용할 수 있도록 한 것으로, 이를 위해 폐수를 유입시켜 일시적으로 보관하는 동시에 최종 처리수와 지하수나 깨끗한 물을 유입하고 응집제를 투입하며, 교반하여 선처리하는 혼합조(10); 폐수에 비해 상대적으로 깨끗한 최종 처리수를 유입시켜 일시 보관하는 최종 처리수 수용조(20); 지하수나 깨끗한 물을 보관하는 보충수 수용조(90); 혼합조(10)에 담긴 폐수, 최종 처리수 수용조(20)에 수용된 최종 처리수, 보충수 수용조(90)에 수용된 보충수를 각각 유입시켜 교반하면서 플럭을 형성하여 슬러지를 생성하는 다수의 교반조(30)(40)(50)로 이루어진 교반부; 처리수에 포함된 미세 슬러지를 침전시켜주는 다수의 침전조(60)로 이루어진 침전부; 각 단계에서 생성된 슬러지와 각 처리수를 분리시켜주는 다수의 스크린조(12)(42)(61)(81)로 이루어진 스크린부; 침전부의 각 침전조(60)에 침전되지 못하고 처리수에 포함된 미세 슬러지를 걸러주는 필터부(70)를 포함한다.
혼합조(10)는 폐수를 담을 수 있도록 함체 형상으로 이루어지며, 그 하면은 일측 또는 중앙부 방향으로 경사지게 구성되고, 상기 경사진 부위의 최하부 위치에는 밸브를 갖는 배출관(19)이 연결되며, 상부 일측에는 1차 방수가 가능하도록 밀폐형의 뚜껑(미도시)이 구비되고, 응집제를 정량 투입할 수 있는 응집제 공급기(11)가 구비되며, 응집제 공급기(11)와 간섭되지 않게 망체로 된 제1 스크린조(12)가 경사지게 고정되어 폐수원수 유입시 폐수원수에 포함된 고형물을 폐수로부터 분리하여 외부로 배출해주게 된다. 또한 혼합조(10)에는 구동모터(13)가 고정되고, 구동모터(13)의 축 상하부에는 교반날개(14)가 각각 장착되어 폐수, 최종 처리수, 보충수, 그리고 응집제를 투여한 후 교반하여 후술할 교반조(30)(40)(50)를 통한 본격적인 교반작업 전에 선처리해주게 된다.
최종 처리수 수용조(20)는 혼합조(10)와 유사하게 처리수를 담을 수 있도록 함체 형상으로 구성하면 되고, 보충수 수용조(90) 역시 최종 처리수 수용조(20)와 마찬가지로 함체 형상으로 구성하면 된다. 이러한 최종 처리수 수용조(20)와 보충수 수용조(90) 역시 하면은 일측 또는 중앙부 방향으로 경사지게 구성되고, 상기 경사진 부위의 최하부 위치에는 밸브를 갖는 배출관(29)(99)이 각각 연결된다. 최종 처리수 수용조(20)는 구동초기에는 최종 처리수의 유입이 없으므로 맑은 물을 담아서 사용하게 된다.
교반부를 이루는 각 교반조(30)(40)(50)는 혼합조(10)로부터 선처리된 응집제를 포함하는 폐수와, 최종 처리수 수용조(20)로부터 최종 처리수와, 보충수 수용조(90)로부터 보충수가 유입되면 이들을 교반하여 응집제의 이물질 응집을 통해 플럭을 형성하여 슬러지를 생성하는 1차 교반조(30)와, 1차 교반조(30)로부터 배출되는 1차 처리수 중 슬러지는 걸러서 외부로 배출하고 1차 처리수만 유입시키며, 응집제, 최종 처리수 수용조(20)에 수용된 최종 처리수, 보충수 수용조(90)에 수용된 보충수를 각각 더 투입·교반하여 이물질 응집을 통해 플럭을 형성하여 슬러지를 생성하는 2차 교반조(40)와, 2차 교반조(40)로부터 배출되는 2차 처리수 중 슬러지는 걸러서 외부로 배출하고, 2차 처리수만 유입시키며, 추가로 응집제 소량을 투입·교반하여 미세 이물질의 응집을 통해 플럭을 형성하여 슬러지를 생성하는 3차 교반조(50)로 구성하게 되며, 1차 교반조(30)는 최상부에, 2차 교반조(40)와 3차 교반조(50)는 그 아래에 구성해주게 된다.
1차 교반조(30)는, 폐수, 최종 처리수, 및 보충수를 담을 수 있도록 함체 형상으로 이루어지며, 상부에는 폐수 공급관(15), 최종 처리수 유입관(21), 보충수 유입관(91)이 위치되면서 다수 혹은 단일의 구동모터(33)가 하방향을 향해 설치되고, 구동모터(33)의 축에는 응집제, 폐수, 최종 처리수, 및 보충수를 교반시키는 교반날개(34)가 설치되며, 하면은 슬러지를 모을 수 있도록 중앙부 혹은 일측을 향해 경사지게 형성되고, 상기 경사진 부위의 최하부에는 슬러지를 하방향으로 배출할 수 있도록 V자 형태의 배출관(35)이 연결되어 이루어진다.
또한, 1차 교반조(30)는 1차 교반조A(31), 1차 교반조B(32) 2개조로 구성되어 1차 교반조A(31)에서 교반과정이 60~80% 진행되는 시점에 혼합조(10)에 담긴 폐수, 최종 처리수 수용조(20)에 담긴 최종 처리수, 보충수 수용조(90)에 담긴 보충수가 각각 1차 교반조B(32)로 유입·교반되도록 구성하게 된다.
2차 교반조(40)는 1차 교반조(30)와 마찬가지로 함체 형상으로 이루어지며, 상부에는 1차 교반조(30)를 이루는 1차 교반조A(31) 또는 1차 교반조B(32)로부터 나오는 슬러지는 걸러주어 외부로 배출해주고 1차 처리수만 통과시켜 유입되도록 망체로 된 제2 스크린조(42)가 경사지게 설치되며, 최종 처리수와 깨끗한 보충수를 보충해주도록 최종 처리수 유입관(21)과 보충수 유입관(91)이 위치되고, 응집제를 정량 공급해주면서 방수가 가능한 응집제 공급기(41)가 구비되며, 다수 혹은 단일의 구동모터(43)가 하방향을 향해 설치되고, 구동모터(43)의 축에는 응집제, 폐수, 최종 처리수, 및 보충수를 교반시키는 교반날개(44)가 설치되며, 하면은 슬러지를 모을 수 있도록 중앙부 혹은 일측을 향해 경사지게 형성되고, 상기 경사진 부위의 최하부에는 슬러지를 하방향으로 배출할 수 있도록 V자 형태의 배출관(45)이 연결되어 이루어진다. 이러한 2차 교반조(40)는 보충되는 최종 처리수와 보충수의 용량을 감안하여 1차 교반조(30) 용량의 2~2.5배 정도 크게 구성하게 된다.
2차 교반조(40)의 하부에는 망체로 된 제3 스크린조(81)가 경사지게 설치되며, 하면이 2차 처리수를 일측으로 모아주도록 일측방향으로 경사지게 구성된 2차 처리수 보관조(80)가 제3 스크린조(81)의 하부에 구비되고, 2차 처리수 보관조(80)의 경사진 부위 최하부에는 수중펌프(82)가 위치되어 2차 처리수를 3차 교반조(50)로 펌핑할 수 있도록 구성된다. 3차 교반조(50)는 2차 교반조(40)와 동등한 용적으로 구성해주면 된다.
3차 교반조(50) 역시 2차 교반조(40)와 마찬가지로 함체 형상으로 이루어지며, 상부에는 응집제를 정량 공급해주는 응집제 공급기(51)가 설치되고, 또 다수 또는 단일의 구동모터(53)가 하방향을 향해 설치되며, 구동모터(53)의 축에는 응집제, 2차 처리수를 교반시키는 교반날개(54)가 설치되고, 하면은 슬러지를 모을 수 있도록 중앙부 혹은 일측을 향해 경사지게 형성되며, 상기 경사진 부위의 최하부에는 슬러지를 하방향으로 배출할 수 있도록 V자 형태의 배출관(55)이 연결되어 이루어진다.
3차 교반조(50)에는 별도의 처리수 보충을 하지 않지만 경우에 따라서는 최종 처리수 유입관(미도시) 또는 보충수 유입관(미도시)을 위치시켜 최종 처리수 또는 보충수를 보충해줄 수도 있다.
또한, 대형 처리 시설일 경우 각 교반조(30)(40)(50)에 는 다수의 구동모터(33)(43)(53)를 구비하게 되며, 이러한 구동모터(33)(43)(53)는 각 교반조(30)(40)(50)의 중앙부 및 이 중앙부를 중심으로 등각도로 각각 배치하고, 각 구동모터(33)(43)(53)의 축에는 교반날개(34)(44)(54)를 각각 장착하여 각 구동모터(33)(43)(53)의 구동에 따라 각 교반조(30)(40)(50) 내부의 폐수와 처리수를 응집제와 교반시켜주도록 구성하되, 각 교반날개(34)(44)(54)를 다수개 구비하여 수류를 하방향으로 안내하는 방향으로 장착하고, 중앙부의 교반날개(34)(44)(54)는 타 부위의 교반날개(34)(44)(54)와는 반대방향으로 장착하면서 타 부위의 교반날개(34)(44)(54)와는 반대방향으로 회전되도록 하여 수류가 서로 부딪히지 않고 일방향으로 회전되도록 함이 바람직하며, 소용량 처리일 경우에는 구동모터를 하나씩만 구비하면 된다.
또한, 각 교반조(30)(40)(50)의 형태는 직사각형으로 이루어지고, 각 교반조(30)(40)(50) 내부에는 교반날개(34)(44)(54)의 회전에 따라 회전하는 폐수, 최종 처리수, 및 보충수의 방향이 변화될 수 있도록 돌출부(36)(46)(56)를 형성하게 된다.
또한, 혼합조(10), 처리수 수용조(20), 보충수 수용조(90), 및 각 교반조(30)(40)(50)의 상부에는 보충수 유입관(91) 또는 최종 처리수 유입관(21)과 통하도록 360° 회전가능한 세척수 노즐(17)(27)(37)(47)(57)(97)을 구비하여 혼합조(10), 처리수 수용조(20), 보충수 수용조(90), 및 각 교반조(30)(40)(50) 상부에 여러 방향으로 살포될 수 있도록 함으로써 교반이 끝나고 각 배출관(35)(45)(55)을 통해 각 처리수의 배출이 완료된 후에도 남아있는 2차 처리 잔해물을 이를 통해 제거하여 다음 단계로 유입시킬 수 있도록 함이 바람직하다.
3차 교반조(50)의 배출부위 하부에는 슬러지를 걸러 외부로 배출해주도록 망체로 된 제4 스크린조(61)가 경사지게 설치되며, 그 하부에는 침전부를 이루는 다수의 침전조(60)가 배치된다.
이때, 스크린부를 이루는 각 스크린조(12)(42)(61)(81)는, 망체로 된 스크린 컨베이어(73)가 구동롤러(74)와 피동롤러(75) 사이에 연결되고, 구동롤러(74)는 구동모터(미도시)와 동력전달이 가능하게 연결되어 구동모터의 구동에 따라 스크린 컨베이어(73)가 구동롤러(74)와 피동롤러(75)의 사이에서 연속 회전하면서 고형물 또는 슬러지를 외부로 이송하면서 폐수 또는 각 처리수는 하방향으로 통과시키도록 구성되며, 제2 스크린조 내지 제4 스크린조(42)(61)(81))의 스크린 컨베이어(73) 하부에는 각 처리수를 모아주도록 일측방향으로 경사지게 구성되고, 상기 경사진 부위의 최하부에는 상기 모아진 처리수를 다음 단계로 이송하기 위한 이송관(76)이 각각 연결되어 이루어진다.
각 스크린조(12)(42)(61)(81)의 일측에는 슬러지와 처리수의 분리가 원활히 이루어지도록 진동기(77)가 각각 설치되며, 제2 스크린조 내지 제4 스크린조(42)(61)(81)의 스크린 컨베이어(73) 배출단부에는 스크린 컨베이어(73)에 걸러진 슬러지를 스크린 컨베이어(73)로부터 분리하기 위해 고무 또는 합성수지재로 된 가이드판(78)이나 브러쉬(미도시)가 각각 설치되고, 각 스크린조(12)(42)(61)(81)의 상부 일측에는 스크린 컨베이어(73)에 묻어있는 슬러지를 탈리시키기 위해 360° 회전가능한 세척수 노즐(79)이 각각 설치될 수 있다. 물론, 각 세척수 노즐(79)은 보충수 유입관(91) 또는 최종 처리수 유입관(21)과 통하도록 구성해야 함은 자명하다.
또한, 2차 처리수 보관조(80)의 상부 일측에도 360° 회전가능하게 세척수 노즐(87)을 보충수 유입관(91) 또는 최종 처리수 유입관(21)과 통하도록 구성하여 모든 공정이 끝난 후 최종적으로 깨끗하게 청소할 수 있도록 구성하게 된다.
침전부를 이루는 각 침전조(60)는 함체 형상으로 이루어지며, 상부와 하부가 관통된 처리수 유입틀(62)이 각 침전조(60)의 외측벽과 하면으로부터 일정간격 이격되도록 설치되고, 교반부 또는 전단계의 침전조(60)로부터 각 처리수 유입틀(62) 안쪽방향으로 유입구(63)가 형성되어 교반부 또는 전단계의 침전조(60)로부터 오버플로우된 물이 각 처리수 유입틀(62) 안쪽으로 유입되도록 구성되며, 각 침전조(60)의 외측벽에는 상기 유입된 물 중 상부측 물만 다음 단계로 오버플로우시킬 수 있도록 유입구(63)가 연결되고, 각 침전조(60)의 하면은 슬러지를 모을 수 있도록 일측부를 향해 경사지게 형성되며, 상기 경사진 부위의 최하부에는 슬러지를 하방향으로 배출할 수 있도록 슬러지 배출관(65)이 연결되어 이루어진다.
각 침전조(60)는, 3차 처리수의 유속을 떨어뜨려 슬러지의 침전 효율을 높여줄 수 있도록 3차 처리수의 이동방향을 기준으로 후방으로 갈수록 점차 용적이 커지도록 형성함이 바람직하며, 각 처리수 유입틀(62)의 유입구(63) 위치에는 3차 처리수에 포함된 미세 슬러지 성분을 걸러줄 수 있도록 걸름망(66)이 각각 형성되고, 이러한 걸름망(66)은 3차 처리수의 이동방향을 기준으로 뒤쪽으로 갈수록 점차 메쉬 사이즈가 작은 걸름망으로 구성하여 점차 작은 크기의 슬러지 성분을 걸러주도록 함이 바람직하다.
또한, 다단의 필터로 이루어진 필터부(70)가 구비되어 침전조(60) 중 마지막 침전조(60)로부터 펌핑된 3차 처리수를 필터링해주게 되는데, 필터부(70)의 담수 용량은 마지막 침전조(60)의 용적보다 크게 구성하여 3차 처리수의 필터링시 각 단계의 처리수 흐름이 지체되지 않도록 구성함이 바람직하다.
아울러, 필터부(70)를 통과하면서 미세 슬러지 성분이 제거된 최종 처리수는 방류하거나 최종 처리수 수용조(20)로 펌핑하여 재사용토록 구성하게 된다.
도면상의 미설명 부호 16, 22, 67, 94는 수중 펌프를 나타내고, 92는 제1 스크린조(12)와 제2 스크린조(42)를 통해 걸러진 슬러지를 합류시켜 배출해주는 제5 스크린조를 나타내고, 93은 제3 스크린조(81), 제4 스크린조(61), 제5 스크린조(92)를 통해 배출되는 슬러지를 합류시켜 외부로 배출하는 제6 스크린조를 나타낸다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 폐수 응집 처리장치는, 폐수 공급관(15)을 통해 폐수가 유입되면 먼저 제1 스크린조(12)를 통해 폐수에 포함된 고형물이 걸러져 외부로 배출되고 고형물이 제거된 폐수는 제1 스크린조(12)를 통과하여 혼합조(10)에 수용된다.
이러한 상태에서 응집제 공급기(11)를 통해 응집제를 공급하고, 최종 처리수 수용조(20) 또는 보충수 수용조(90)로부터 최종 처리수 또는 보충수를 유입시킨 후 구동모터(13)를 구동하여 폐수, 최종 처리수, 보충수, 및 응집제를 교반시켜 선처리해주게 된다. 선처리 시간은 30초 정도가 적당하다. 폐수의 성상에 따라 최종 처리수 또는 보충수 없이 응집제만 투입하여 폐수 자체로 교반해줄 수도 있다.
혼합조(10)의 선처리된 폐수와, 최종 처리수 수용조(20)의 최종 처리수와, 보충수 수용조(90)의 보충수가 1차 교반조(30)로 펌핑되면 1차 교반조(30)의 구동모터(33)가 구동하여 선처리된 응집제를 포함하는 폐수, 최종 처리수, 및 보충수를 교반시켜 이물질 응집을 통해 플럭을 형성하여 슬러지를 생성해주게 된다. 최종 처리수, 보충수, 폐수는 중량 기준으로 1:1:1의 비율로 가수하여 혼합해주면 된다. 그러나 오염부하량이 낮은 폐수는 최종처리수와 보충수없이 폐수만으로도 처리할 수 있다.
혼합조(10)에서 폐수를 응집제와 교반시켜 선처리해주는 이유는 1차 교반조(30)의 위치가 장치 전체에서 가장 높은 곳에 위치되어 있어 여기에 응집제를 수시로 보충해주기 어렵기 때문이며, 폐수를 선처리해주게 되면 응집제를 통해 플럭을 형성하기 유리해지는 효과도 있게 된다.
구동모터(33)의 구동 초기에는 교반날개(34)를 빠른 속도로 회전시켜 응집제의 반응 속도를 높여줌으로써 빠른 시간내에 플럭의 조대화가 가능토록 하며, 이후에는 교반날개(34)를 저속으로 회전시켜 슬러지가 깨지지 않고 그대로 하방향으로 침전될 수 있도록 하여 침전 효율을 향상시켜주는 패턴으로 구동하게 된다.
또한, 1차 교반조(30)는 1차 교반조A(31)와 1차 교반조B(32) 2개조 구비되어 있어 1차 교반조A(31)에서 교반과정이 60~80% 진행되는 시점 즉, 교반날개(34)를 저속으로 회전시켜주는 시점에 혼합조(10)에 담긴 폐수, 최종 처리수 수용조(20)에 담긴 최종 처리수, 및 보충수 수용조에 담긴 보충수를 다른 1차 교반조B(32)로 각각 유입시켜 교반해주는 과정을 반복하면 1차 교반과정이 2개의 1차 교반조A(31)와 1차 교반조B(32)에서 일정시간 중복되면서 그에 해당하는 만큼 1차 교반시간을 20~40% 절약할 수 있게 된다.
1차 교반조A, B(31)(32)를 통해 교반된 1차 처리수는 배출관(35)을 통해 하방향으로 배출되며, 1차 교반조 A,B(31)(32)와 2차 교반조(40)의 사이에는 제2 스크린조(42)가 설치되어 있어 1차 교반조(30)로부터 배출되는 1차 처리수에 포함된 슬러지가 제2 스크린조(42)에 의해 걸러져 외부로 배출되고, 1차 처리수만 2차 교반조(40)로 유입된다.
2차 교반조(40)에 1차 처리수가 담기면 최종 처리수 수용조(20)와 보충수 수용조로부터 최종 처리수와 보충수와 1차 처리수의 비율을 0.5:0.5:1으로 하여 2차 교반조(40)에 담길 수 있도록 가수가 필요하다. 이는 오염부하량이 많은 음식물 폐수나 축산 폐수 정화시에 필요한 가수량이다. 오염부하량이 낮은 폐수는 혼합조(10)의 가수나 2차 교반조(40)에 가수가 필요하지 않고 폐수에 응집제 정량만 투입하여 교반처리한다.
그런 다음 응집제 공급기(41)를 통해 응집제를 투입한 후 각 구동모터(43)를 구동하여 교반해줌으로써 이물질을 응집시켜 플럭을 형성해주게 된다. 이때 1차 처리수의 성상에 따라 가수 비율을 조정할 수 있다.
또한, 2차 교반조(40)는 1차 교반조A(31) 또는 1차 교반조B(32)에 비해 그 용적이 2~2.5배 크게 이루어지므로 최종 처리수 및 보충수를 통해 가수가 이루어지더라도 1차 처리수와 최종 처리수 및 보충수를 충분히 수용할 수 있으며, 2차 교반조(40)의 교반 패턴은 1차 교반조(30)와 동등하게 수행하면 된다.
2차 교반조(40)를 통해 교반된 2차 처리수는 배출관(45)을 통해 하방향으로 배출되며, 2차 교반조(40)의 하부에는 제3 스크린조(81)가 설치되어 있어 2차 교반조(40)로부터 배출되는 처리수에 포함된 슬러지가 제3 스크린조(81)에 의해 걸러져 외부로 배출되고, 2차 처리수만 2차 처리수 보관조(80)에 담기게 된다.
이때, 2차 처리수 보관조(80)의 2차 처리수 유입부위에 오존발생기를 구비하게 되면 2차 처리수를 오존으로 살균할 수 있음은 물론 미처리된 유기물의 성정을 파괴하고 무기물의 이온가에 변동을 주어 3차 교반의 효율을 높여줄 수 있게 된다.
2차 처리수 보관조(80)의 하면은 2차 처리수를 일측으로 모아주도록 일측방향으로 경사지게 구성되어 있고, 경사진 부위 최하부에는 수중 펌프(82)가 위치되어 있어 모든 작업이 완료될 때 2차 처리수 보관조(80)에서는 수중 펌프(82)에 의해 2차 처리수 전량을 펌핑한 상태가 되므로 별도의 잔여 2차 처리수가 남지 않는 이점이 있게 된다.
2차 처리수 보관조(80)에 모인 2차 처리수는 수중 펌프(82)의 펌핑을 통해 3차 교반조(50)로 유입되며, 여기에서도 응집제 공급기(51)를 통해 응집제를 투입한 후 각 구동모터(53)를 구동하여 교반해줌으로써 2차 처리수에 포함된 미세한 이물질까지 응집시켜 플럭을 형성하여 슬러지화시켜주며, 심지어는 색도조절까지 할 수 있게 된다.
이러한 3차 교반조(50)에서의 교반 패턴도 2차 교반조(40)와 동등하게 수행하면 된다.
3차 교반조(50)를 통해 교반된 3차 처리수는 배출관(55)이 개방되면 하방향으로 낙하하게 되며, 3차 교반조(50)의 아래에는 제4 스크린조(61)가 설치되어 있어 3차 교반조(50)로부터 배출되는 3차 처리수에 포함된 슬러지가 제4 스크린조(61)에 의해 걸러져 외부로 배출되고, 3차 처리수만 제4 스크린조(61)를 통과하여 침전부의 가장 외측 침전조(60)에 담기게 된다.
침전부의 가장 외측 침전조(60)로 제4 스크린조(61)를 통과한 3차 처리수가 유입되고 미처 처리하지 못한 슬러지와 3차 처리수가 인입된다. 전술한 처리수 유입틀(62)로부터 슬러지는 그대로 침전하고, 보다 깨끗해진 상태의 처리수는 처리수 유입틀(62)의 하부를 통해 침전조(60)의 측벽과 처리수 유입틀(62)의 사이 공간으로 유입되며, 이 중 상대적으로 깨끗한 상층수가 다시 유입구(63)를 통해 다음 단계 침전조(60)로 유입되며, 상기와 같은 동작을 침전조(60)의 수에 따라 동일하게 반복 수행하게 된다.
이러한 과정에서 3차 처리수에 포함되어 있던 미세한 슬러지까지 모두 침전시킬 수 있으며, 각 침전조(60)의 하부에 모인 슬러지는 주기적으로 또는 간헐적으로 각 침전조(60) 하부의 밸브를 개방하여 슬러지 배출관(65)을 통해 외부로 배출시켜주면 된다.
또한, 3차 처리수의 이동방향을 기준으로 최전방에 위치하는 침전조(60)로부터 후방으로 갈수록 각 침전조(60)의 크기가 점차 커지도록 구성되어 있으므로 임의의 침전조(60)로부터 다음 단계의 침전조(60)로 3차 처리수가 유입되면 용적이 증가된 만큼 유속이 느려지게 되어 슬러지가 깨지지 않고 그 침전 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 각 처리수 유입틀(62)의 유입구(63) 위치에는 걸름망(66)이 각각 형성되어 있어 3차 처리수의 이동시 처리수에 포함되어 있는 미세한 이물질과 슬러지 성분까지 걸름망(66)을 통해 걸러줄 수 있음은 물론 각 걸름망(66)이 물속에 침지되어 있으므로 각 걸름망(66)을 통해 슬러지 성분이 걸리면서 걸름망(66) 안쪽의 슬러지 농도는 높아지지만 걸름망(66)의 틈새는 슬러지가 막지 않게 되어 3차 처리수의 흐름을 방해하지 않게 되며, 걸름망(66) 내부의 슬러지 농도가 포화상태가 되면 걸름망(66)을 탈거하여 슬러지를 제거하면 된다.
마지막 침전조(60)까지 이동한 3차 처리수는 수중 펌프(67)의 펌핑에 따라 필터부(70)로 유입되며, 다단의 필터를 통과하는 과정에서 처리수에 포함된 미세한 이물질, 세균, 미세 슬러지 등이 필터부(70)를 통해 걸러지게 되고, 깨끗해진 최종 처리수는 그대로 방류하거나 최종 처리수 수용조(20)로 펌핑되어 가수용도로 재사용할 수 있게 된다.
필터부(70)의 담수 용량은 침전부의 마지막 침전조(60)의 용적보다 더 큰 용량으로 이루어지게 되므로 3차 처리수가 아무런 지체없이 필터부(70)를 통과할 수 있어 신속하면서 연속적인 폐수 처리가 가능해지는 이점도 있게 된다.
이때, 도면상에 도시하지는 않았지만 고농도 질소화합물을 제거하기 위해 필터부를 통과한 최종 처리수는 방류 직전에 함체 모양이나 물탱크 모습을 한 최종 저장조의 일부분에 정전류 발생장치를 설치하여 최종 저장조 일부에 정전류로 전해를 일으켜 질산성 질소와 암모니아성 질소와 염분을 제거하기 위한 전해법에 의한 탈질장치를 설치할 수 있다.
기존 전해법은 암모니아성 질소와 차아염소산 간의 산화 환원반응을 응용한 전기화학적 탈질법이 있는데, 해수 정도의 고농도 염화물 이온용액을 처리할 때 암모니아성 질소의 10%이상이 질산성 질소로 산화 생성되어 잔존하는 것으로 알려지고 있다. 최종 처리된 처리수에 포함되어 있는 염화물 이온이 전극 중 +극에 산화되어 염소가스를 발생하게 되는데, 염소가스는 물과 반응하여 차아염소산이 생성되어 살균작용을 하는 것이다. 여기에 사용되는 전극판은 탄소강처럼 강도가 강하고 열전도와 열팽창률은 작으면서 전해환원이 고효율인 소재를 사용하며, 촉매역할을 원활히 하여 반응특성과 내식성이 높일 수 있는 소재를 사용하게 된다.
한편, 각 스크린조(12)(42)(61)(81)에는 진동기(77)가 각각 설치되어 있어 폐수 또는 처리수가 각 스크린조(12)(42)(61)(81)를 통과할 때 처리수와 슬러지의 분리가 보다 원활해지며, 제2 스크린조 내지 제4 스크린조(42)(61)(81)의 하면은 일측 또는 중앙부를 향해 경사지게 형성되어 있고, 경사진 부위 최하부에는 이송관이 연결되어 있어 제2 스크린조 내지 제4 스크린조(42)(61)(81)를 통과한 처리수를 한군데로 모아 다음 단계로 정확하게 이송할 수 있는 이점도 있게 된다.
또한, 제2 스크린조 내지 제4 스크린조(42)(61)(81)의 스크린 컨베이어(73) 배출단부에는 가이드판(78) 또는 브러쉬가 설치되어 있어 제2 스크린조 내지 제4 스크린조(42)(61)(81)를 통해 이송되는 슬러지가 가이드판(78) 또는 브러쉬를 통해 원활하게 분리될 수 있으며, 이러한 슬러지는 도면상에 도시하지는 않았지만 최종 슬러지 이송 스크린조에서 합류하여 최종적으로 탈수조(미도시)로 이송되며, 탈수조에서는 슬러지로부터 수분을 탈수해주고, 탈수된 슬러지는 폐기되거나 압축시켜 연료로 활용될 수 있다.
모든 작업이 완료된 후에는 혼합조(10), 최종 처리수 수용조(20), 보충수 수용조(90), 각 교반조(30)(40)(50), 2차 처리수 보관조(80), 및 각 스크린조(12)(42)(61)(81)의 구석구석에 배출되지 않고 끼어 있는 이물질을 각각의 세척수 노즐(17)(27)(37)(47)(57)(79)(87)(97)의 물분사를 통해 깨끗하게 제거할 수 있으며, 청소한 물은 혼합조(10), 최종 처리수 수용조(20), 보충수 수용조(90), 및 각 교반조(30)(40)(50)의 배출관(19)(29)(35)(45)(55)(99)을 통해 외부로 배출해줄 수 있다.
또한, 각 스크린조(12)(42)(61)(81)를 청소한 물은 혼합조(10)로 유입되거나, 하면에서 한군데로 모아져 2차 교반조(40), 2차 처리수 보관조(80), 침전조(60)로 유입되어 2차 교반조(40)의 배출관(45), 침전조(60)의 슬러지 배출관(65)을 통해 외부로 배출해줄 수 있고, 2차 처리수 보관조(80)의 하면은 일측으로 경사지게 구성되면서 그 하단부에 수중펌프(82)가 구비되어 있으므로 청소한 물 전량을 수중펌프(82)를 통해 3차 교반조(50)로 펌핑하여 3차 교반조(50)의 배출관(55)을 통해 전량 외부로 배출해줄 수 있다.
즉, 모든 작업이 완료된 후 모든 구성요소들을 청소해줄 수 있고, 청소한 물은 전량 외부로 배출해줄 수 있음은 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 폐수 응집 처리장치는, 폐수, 처리수, 응집제가 자동으로 투입되어 교반부를 이루는 다단계의 교반조(30)(40)(50)를 거치면서 보다 빠른 시간내에 미세한 크기의 슬러지까지 응집 제거할 수 있어 폐수 처리 효율을 높일 수 있는 것이며, 또 교반부를 이루는 각 교반조(30)(40)(50)가 상하로 배치되어 펌프없이 낙차에 의한 처리수의 이동이 가능해지고, 교반부를 이루는 다수의 교반조(30)(40)(50), 침전부를 이루는 다수의 침전조(60), 스크린부를 이루는 다수의 스크린조(12)(42)(61)(81) 등이 각 단계별로 연속 형성되어 컴팩트한 장치를 구현할 수 있는 것이다.
또한, 오염부하량이 많은 고농도 폐수 처리시에는 최초 폐수를 투입하는 과정에서 악취가 발생되고, 이러한 악취는 응집제, 보충수 및 최종처리수를 투입하여 교반함에 따라 서서히 사라지게 되는바, 본 발명에서는 혼합조(10)에 밀폐된 뚜껑을 구비하게 되므로 악취 발생을 억제할 수 있는 이점도 있게 된다. 경우에 따라서는 1차 교반조(30)에도 밀폐 뚜껑을 구비할 수도 있다.
그리고, 음식물 폐수와 같이 오염부하가 대단히 높은 폐수처리 시에는 혼합조를 한 조 더 증설하여 혼합조A 및 혼합조B로 설치하고, 그 하부에 스크린조를 설치하여 스크린조를 통과한 오염부하가 낮은 처리수를 함체 형상의 보관조에 집합시켜 펌핑을 통해 1차 교반조로 송출하여 상기 처리방법과 동일하게 처리할 수 있다.
10 : 혼합조 11,41,51 : 응집제 공급기
12 : 제1 스크린조 13,33,43,53 : 구동모터
14,34,44,54 : 교반날개 15 : 폐수 공급관
16,22,67,82,94 : 수중 펌프 20 : 최종 처리수 수용조
21 : 최종 처리수 유입관 30 : 1차 교반조
31 : 1차 교반조A 32 : 1차 교반조B
19,29,35,45,55,99 : 배출관 36,46,56 : 돌출부
17,27,37,47,57,79,87,97 : 세척수 노즐 40 : 2차 교반조
42 : 제2 스크린조 50 : 3차 교반조
60 : 침전조 61 : 제4 스크린조
62 : 처리수 유입틀 63 : 유입구
65 : 슬러지 배출관 66 : 걸름망
70 : 필터부 73 : 스크린 컨베이어
74 : 구동롤러 75 : 피동롤러
76 : 이송관 77 : 진동기
78 : 가이드판 80 : 2차 처리수 보관조
81 : 제3 스크린조 90 : 보충수 수용조
91 : 보충수 유입관 92 : 제5 스크린조
93 : 제6 스크린조
12 : 제1 스크린조 13,33,43,53 : 구동모터
14,34,44,54 : 교반날개 15 : 폐수 공급관
16,22,67,82,94 : 수중 펌프 20 : 최종 처리수 수용조
21 : 최종 처리수 유입관 30 : 1차 교반조
31 : 1차 교반조A 32 : 1차 교반조B
19,29,35,45,55,99 : 배출관 36,46,56 : 돌출부
17,27,37,47,57,79,87,97 : 세척수 노즐 40 : 2차 교반조
42 : 제2 스크린조 50 : 3차 교반조
60 : 침전조 61 : 제4 스크린조
62 : 처리수 유입틀 63 : 유입구
65 : 슬러지 배출관 66 : 걸름망
70 : 필터부 73 : 스크린 컨베이어
74 : 구동롤러 75 : 피동롤러
76 : 이송관 77 : 진동기
78 : 가이드판 80 : 2차 처리수 보관조
81 : 제3 스크린조 90 : 보충수 수용조
91 : 보충수 유입관 92 : 제5 스크린조
93 : 제6 스크린조
Claims (16)
- 폐수가 공급되면 고형물과 액상물질을 분리하여 고형물질은 외부로 배출하고, 액상물질만 담아 수용한 상태에서 응집제가 투입되면 교반날개를 통해 이들을 교반해주는 혼합조;
폐수에 비해 상대적으로 깨끗해진 최종 처리수를 담아 보관하는 최종 처리수 수용조;
지하수나 깨끗한 물을 담아 보관하는 보충수 수용조;
상기 혼합조로부터 선처리된 폐수와, 상기 최종 처리수 수용조에 수용된 최종 처리수와, 상기 보충수 수용조에 수용된 보충수가 각각 유입되면 교반날개를 통해 이를 교반하여 이물질 응집을 통해 플럭을 형성하여 슬러지를 생성하는 다수의 교반조로 이루어진 교반부;
상기 교반부로부터 유입된 물을 받아 이 중에 포함된 슬러지를 침전시키고, 상부측의 물만 다음 단계로 오버플로우시키는 다수의 침전조가 연속 형성되어 이루어진 침전부;
상기 혼합조로 유입되는 폐수 중 고형물을 액상물질과 분리하거나, 상기 교반부의 각 교반조로부터 다음 단계의 교반조로 유입되는 처리수 중의 슬러지 를 처리수와 분리하거나, 상기 교반부로부터 상기 침전부로 유입되는 처리수 중의 슬러지를 처리수로부터 분리하기 위해 각 부위의 사이에 설치되는 다수의 스크린조로 이루어진 스크린부; 및
상기 침전부 중 마지막 침전조로부터 펌핑된 물이 유입되어 다단의 필터를 통과하는 과정에서 처리수에 포함된 미세 슬러지 성분이 제거되도록 하며, 최종 처리수는 방류하거나 상기 처리수 수용조로 펌핑하여 재사용토록 하는 필터부를 포함하여서 된 폐수 응집 처리장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 혼합조는, 상부 일측에는 응집제를 정량 투입할 수 있는 응집제 공급기가 구비되며, 상부 중앙부에는 구동모터가 고정되고, 상기 구동모터의 축 상하부에는 교반날개가 각각 장착되어 상기 교반부를 통한 교반작업 전에 상기 교반날개의 폐수 및 응집제 교반을 통해 폐수를 선처리해줄 수 있도록 구성되며, 하면은 일측 또는 중앙부 방향으로 경사지게 구성되고, 경사진 부위의 최하부 위치에는 밸브를 갖는 배출관이 연결되며;
상기 최종 처리수 수용조와 상기 보충수 수용조는, 하면이 일측 또는 중앙부 방향으로 경사지게 각각 구성되고, 경사진 부위의 최하부 위치에는 밸브를 갖는 배출관이 각각 연결되어 이루어진 것을 특징으로 하는 폐수 응집 처리장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 교반부는,
상기 혼합조로부터 선처리된 폐수와, 상기 최종 처리수 수용조에 수용된 최종 처리수와, 상기 보충수 수용조에 수용된 보충수가 각각 유입되면 이들을 교반하여 이물질 응집을 통해 플럭을 형성하여 슬러지를 생성하는 1차 교반조;
상기 1차 교반조보다 용적이 2~2.5배 크게 구성된 상태로 상기 1차 교반조의 아래에 배치되어 상기 1차 교반조로부터 배출되는 1차 처리수 중 슬러지는 스크린조를 통해 걸러서 외부로 배출하고, 1차 처리수만 유입시키며, 응집제, 상기 최종 처리수 수용조에 수용된 최종 처리수, 상기 보충수 수용조에 수용된 보충수를 각각 더 투입·교반하여 이물질 응집을 통해 플럭을 형성하여 슬러지를 생성하는 2차 교반조; 및
상기 1차 교반조보다는 용적이 2~2.5배 크게 구성되어 상기 2차 교반조로부터 배출되는 2차 처리수 중 슬러지는 스크린조를 통해 걸러서 외부로 배출하고, 응집제만 투입·교반하여 이물질 응집을 통해 플럭을 형성하여 슬러지를 생성하는 3차 교반조를 포함하는 폐수 응집 처리장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 1차 교반조는 1차 교반조A, 1차 교반조B 2개조로 구성되어 1차 교반조A에서 교반과정이 60~80% 진행되는 시점에 상기 혼합조로부터 선처리된 폐수, 상기 최종 처리수 수용조에 수용된 최종 처리수, 및 상기 보충수 수용조에 수용된 보충수가 1차 교반조B로 각각 유입·교반되도록 구성된 것을 특징으로 하는 폐수 응집 처리장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 혼합조, 상기 2차 교반조 및 상기 3차 교반조의 상부에는 응집제를 정량을 공급하는 응집제 공급기가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 폐수 응집 처리장치. - 제 3 항에 있어서,
대형 처리시설일 경우에는 상기 각 교반조에는 중앙부와 이 중앙부를 중심으로 등각도로 다수의 구동모터가 구비되고, 상기 각 구동모터의 축에는 교반날개가 각각 장착되어 상기 각 구동모터의 구동에 따라 상기 각 교반조 내부의 폐수와 처리수와 보충수를 응집제와 교반시켜주도록 구성되며, 상기 각 교반날개는 수류를 하방향으로 안내하는 방향으로 장착되고, 중앙부의 교반날개는 타 부위의 교반날개와는 반대방향으로 장착되면서 타 부위의 교반날개와는 반대방향으로 회전되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 폐수 응집 처리장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 각 교반조의 형태는 직사각형으로 이루어지고, 상기 각 교반조 내부에는 돌출부가 형성되어 상기 교반날개의 회전에 따라 회전하는 상기 혼합조로부터 유입된 폐수, 상기 최종 처리수 수용조로부터 유입된 최종 처리수, 및 상기 보충수 수용조로부터 유입된 보충수의 혼합 방향이 변화되어 와류가 생성될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 폐수 응집 처리장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 침전부는,
상부와 하부가 관통된 처리수 유입틀이 상기 각 침전조의 외측벽과 하면으로부터 일정간격 이격되도록 설치되고, 상기 교반부 또는 전단계의 침전조로부터 상기 각 처리수 유입틀 안쪽방향으로 유입구가 형성되어 상기 교반부 또는 전단계의 침전조로부터 오버플로우된 물이 상기 각 처리수 유입틀 안쪽으로 유입되도록 구성되며, 상기 각 침전조의 외측벽에는 상기 유입된 물 중 상부측 물만 다음 단계로 오버플로우시킬 수 있도록 상기 유입구가 각각 연결되고, 상기 각 침전조의 하면은 슬러지를 모을 수 있도록 중앙부 혹은 일측을 향해 경사지게 형성되며, 경사진 부위의 최하부에는 슬러지를 하방향으로 배출할 수 있도록 슬러지 배출관이 연결되어 이루어진 것을 특징으로 하는 폐수 응집 처리장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 각 침전조는, 처리수의 이동방향을 기준으로 후방으로 갈수록 점차 용적이 커지도록 형성된 것을 특징으로 하는 폐수 응집 처리장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 각 침전조의 처리수 유입틀 유입구 위치에는 걸름망이 각각 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 폐수 응집 처리장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 스크린부는,
상기 혼합조의 상부에 경사지게 설치되어 상기 혼합조로 유입되는 폐수 중의 고형물을 액상물질과 분리해주는 제1 스크린조; 상기 1차 교반조와 상기 2차 교반조의 사이에 경사지게 설치되어 1차 처리수에 포함된 슬러지를 1차 처리수와 분리해주는 제2 스크린조; 상기 2차 교반조와 상기 3차 교반조의 사이에 경사지게 설치되어 2차 처리수에 포함된 슬러지를 2차 처리수와 분리해주는 제3 스크린조; 상기 3차 교반조와 상기 침전부의 사이에 경사지게 설치되어 3차 처리수에 포함된 슬러지를 3차 처리수로부터 분리해주는 제4 스크린조로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐수 응집 처리장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 각 스크린조는, 망체로 된 스크린 컨베이어가 구동롤러와 피동롤러 사이에 연결되고, 상기 구동롤러는 구동모터와 동력전달가능하게 연결되어 상기 구동모터의 구동에 따라 상기 스크린 컨베이어가 상기 구동롤러와 상기 피동롤러의 사이에서 연속 회전하면서 고형물 또는 슬러지를 외부로 이송하면서 폐수 또는 각 처리수는 하방향으로 통과시키도록 구성되며;
상기 제2 스크린조 내지 제4 스크린조의 스크린 컨베이어 하부에는 각 처리수를 모아주도록 일측방향으로 경사지게 구성되고, 경사진 부위의 최하부에는 모아진 처리수를 다음 단계로 이송하기 위한 이송관이 연결되고;
상기 각 스크린조의 일측에는 슬러지와 처리수의 분리가 원활히 이루어지도록 진동기가 설치되며;
상기 각 스크린조의 스크린 컨베이어 배출단부에는 상기 스크린 컨베이어에 걸러진 슬러지를 상기 스크린 컨베이어로부터 분리하기 위해 가이드판 또는 브러쉬가 설치되고;
상기 각 스크린조의 상부 일측에는 상기 스크린 컨베이어에 묻어있는 슬러지를 탈리시키기 위해 360° 회전가능한 세척수 노즐이 각각 구비되며, 상기 세척수 노즐은 최종 처리수 유입관 또는 보충수 유입관과 연결되어 이루어진 것을 특징으로 하는 폐수 응집 처리장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 각 스크린조의 스크린 컨베이어 배출단부에 설치된 가이드판 또는 브러쉬를 통해 분리된 슬러지를 일률적으로 탈수기로 보낼 수 있도록 최종 슬러지 이송 스크린조가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 폐수 응집 처리장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 2차 교반조와 상기 3차 교반조는 나란하게 배치되고, 상기 2차 교반조의 하부에는 상기 제3 스크린조가 설치되며, 하면은 2차 처리수를 일측으로 모아주도록 일측방향으로 경사지게 구성된 2차 처리수 보관조가 상기 제3 스크린조의 하부에 구비되고, 상기 2차 처리수 보관조의 경사진 부위 최하부에는 수중펌프가 위치되어 상기 2차 처리수를 상기 3차 교반조로 유입시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 폐수 응집 처리장치. - 제 14 항에 있어서,
상기 혼합조, 상기 최종 처리수 수용조, 상기 보충수 수용조, 상기 각 교반조, 및 상기 2차 처리수 보관조의 상부에는 처리수와 함께 배출되지 못하고 상기 혼합조, 상기 최종 처리수 수용조, 상기 보충수 수용조, 상기 각 교반조, 및 상기 2차 처리수 보관조의 내부 구석구석에 끼인 이물질과 각 교반날개에 묻어있는 이물질을 물분사를 통해 소제해주기 위해 360°회전가능한 세척수 노즐이 각각 설치되며, 상기 세척수 노즐은 최종 처리수 유입관 또는 보충수 유입관과 연결되어 이루어진 것을 특징으로 하는 폐수 응집 처리장치. - 제 1 항에 있어서,
방류 직전의 최종 처리수 중 고농도 질소화합물 제거를 위해 상기 필터부를 통과한 최종 처리수를 담아주도록 함체 형상 또는 물탱크 형상으로 된 최종 저장조와, 상기 최종 저장조의 일부분에 설치되는 정전류 발생장치로 이루어져 상기 최종 저장조에 최종 처리된 처리수에 포함되어 있는 염화물 이온이 상기 정전류 발생장치의 전극 중 +극에 산화되어 염소가스가 발생되도록 하고, 상기 염소가스는 물과 반응하여 차아염소산이 생성되어 살균작용을 하도록 하며, 상기한 전해법에 의해 정전류를 발생하여 전해를 일으켜 최종 처리수 중의 질산성 질소, 암모니아성 질소 및 염분을 제거하는 탈질장치가 더 구비된 것을 특징으로 하는 폐수 응집 처리장치.
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