KR101511477B1

KR101511477B1 - 고탁도 폐수처리장치

Info

Publication number: KR101511477B1
Application number: KR20140150203A
Authority: KR
Inventors: 조중진
Original assignee: (주)상산
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2015-04-10

Abstract

본 발명은 터널폐수 처리장치에 관한 것으로서, 터널공사중 발생된 터널폐수가 유입되며 비중이 큰 토사와 거대 흡잡물을 침전시키는 침사지와; 상기 침사지를 경유한 1차 처리수에 산성용액과 공기을 공급한 후 교반하여 상기 1차 처리수를 중화시키는 유량조장조와; 상기 유량조장조에서 중화된 2차 처리수에 공기와 응집제 및 폴리머를 공급하여 혼합과 응집이 동시에 진행되도록 하는 라인리액터와; 상기 라인리액터를 경유하며 응결반응이 진행된 3차 처리수에 포함된 슬러지를 증력에 의해 침전시키는 경사판 침전조와; 상기 경사판 침전조를 경유한 4차 처리수에 포함된 부유물질을 모래층에 의해 제거하는 모래여과부를 포함하며, 상기 라인리액터는, 상기 2차 처리수가 유입되는 폐수유입관과 연결되며, 응집제와 공기가 공급되며 상기 2차 처리수와 상기 응집제 및 상기 공기가 서로 혼합 및 충돌되며 반응하는 유입반응관과; 상기 유입반응관과 연결되며 폴리머를 공급받아 상기 2차 처리수가 응결반영이 일어나도록 유도하며 3차 처리수를 외부로 배출시키는 응결배출관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고탁도 폐수처리장치{HIGH TURBIDITY TUNNELING WASTEWATER TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 터널폐수 처리장치에 관한 것으로서, 보다 자세히는 도로 및 터널공사에서 발생되는 고탁도 폐수를 제거하기 위한 터널폐수 처리장치에 관한 것이다.

택지 및 산업단지 개발, 도로 및 터널굴착 등 공사시 발생하는 폐수는 건설 현장 인근 하천의 고농도 탁수에 의한 환경오염문제로 인하여 민원과 분쟁이 지속적으로 발생되고 있어 비점오염원 관리를 위해 수질환경보전법에서는 건설현장 대상지역에 대한 비점오염원 방지시설설치를 의무화하고 있다.

터널공사시에는 암반 굴착과정에서 유출되는 지하수와, 천공작업시 발생되는 석분 등의 미세입자들이 혼합되어 높은 농도의 부유물질을 가진 고탁도 폐수가 발생된다. 이때, 고탁도 폐수의 부유물질의 농도는 일반적으로 200~10,000 mg/L이다. 또한 고탁도 폐수는 터널 내부에 타설되는 concrete, shotcrete, 콘크리트경화제, 터널시공에 사용되는 장비의 윤활유, 암석발파에 따른 비석과 분진 및 토사 등이 포함된다.

이러한 터널폐수는 폐수처리장치를 이용하여 터널공사 현장으로부터 발생한 폐수 내의 부유물을 침강분리시킴과 동시에 폐수 내의 유해성 물질을 살균한 후 여과과정을 거쳐 여과된 맑은 물을 방류하게 된다.

종래 터널 폐수처리방법은 공개특허 제10-0017188호에 개시된 바 있다. 개시된 바와 같은 종래 터널 폐수처리방법은 침사지를 설치하여 일차 중력에 의해 제거한 다음, 응집, 응결, 침전 공정을 적용하고 있지만 높은 pH, SS, 탁도 등으로 처리효율은 만족할 수 없는 경우가 많다.

또한, 종래 터널굴착 폐수처리방법은 낮은 수면부하율로 인하여 처리시설 소요부지면적이 큰 단점이 있으며, 약품의 교반과 슬러지의 배출을 위해 많은 구동시설을 포함하고 있어 초기 설치비용과 유지관리비용이 높은 단점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 소요부지면적을 줄이고 처리효율을 향상시킬 수 있는 터널폐수 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 원활한 전력공급이 어려운 환경에서도 사용될 수 있는 에너지절감형 터널폐수 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 강화된 수질 기준을 맞출 수 있도록 고품질의 처리수질을 나타낼 수 있는 터널폐수 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 터널폐수 처리장치에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 터널폐수 처리장치는, 터널공사중 발생된 터널폐수가 유입되며 비중이 큰 토사와 거대 흡잡물을 침전시키는 침사지와; 상기 침사지를 경유한 1차 처리수에 산성용액과 공기을 공급한 후 교반하여 상기 1차 처리수를 중화시키는 유량조장조와; 상기 유량조장조에서 중화된 2차 처리수에 공기와 응집제 및 폴리머를 공급하여 혼합과 응집이 동시에 진행되도록 하는 라인리액터와; 상기 라인리액터를 경유하며 응결반응이 진행된 3차 처리수에 포함된 슬러지를 증력에 의해 침전시키는 경사판 침전조와; 상기 경사판 침전조를 경유한 4차 처리수에 포함된 부유물질을 모래층에 의해 제거하는 모래여과부를 포함하며, 상기 라인리액터는, 상기 2차 처리수가 유입되는 폐수유입관과 연결되며, 응집제와 공기가 공급되며 상기 2차 처리수와 상기 응집제 및 상기 공기가 서로 혼합 및 충돌되며 반응하는 유입반응관; 상기 유입반응관과 연결되며 폴리머를 공급받아 상기 2차 처리수가 응결반응이 일어나도록 유도하며 3차 처리수를 외부로 배출시키는 응결배출관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 경사판 침전조는, 침전조본체와; 상기 침전조본체의 가운데 영역에 형성되어 상기 라인리액터로부터 상기3차처리수를 공급받는 중앙유입관과; 상기 중앙유입관의 상부에 구비되어 상기 3차 처리수에 포함된 슬러지와 플럭을 중력에 의해 하부로 침전시키는 복수개의 경사판과; 상기 침전조본체의 하부에 점차 면적이 좁아지도록 경사지게 형성되어 상기 3차 처리수부로터 분리된 슬러지를 하부로 이동시키는 호퍼와; 상기 침전조본체의 상부에 배치되어 슬러지가 분리된 4차 처리수를 외부로 배출하는 배출웨어를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 모래여과부는, 상기 4차 처리수가 유입되는 폐수유입관과, 처리가 완료된 5차 처리수가 배출되는 배출관이 구비되며, 상기 4차 처리수에 포함된 부유물질을 여과하는 모래층이 구비된 여과탱크와; 상기 폐수유입관을 통해 유입된 4차 처리수를 상기 모래층으로 공급하는 분배관과; 상기 여과탱크 내부에 수직으로 구비되며, 압축공기를 상기 여과탱크의 하부로 공급하여 상기 모래층의 모래를 상승시키며 세척하는 이중관 형태의 모래이동관과; 상기 모래이동관의 상부에 결합되며, 상기 모래이동관을 통해 이동되며 1차 세척된 모래를 2차 세척하는 세척수가 저장되는 세척수챔버와; 상기 모래를 세척하며 오염된 세척수를 외부로 배출시키는 세척수배출관과; 상기 세척수배출관의 하부에 결합되며, 상기 모래이동관을 통해 1차 세척된 모래를 하방으로 낙하시키면서 상기 세척수에 의해 2차 세척되도록 하는 세척관을 포함한다.

본 발명에 따른 터널폐수 처리장치는 라인리액터를 적용함에 의해 종래 급속반응조와 완속반응조의 구성이 요구되지 않는다. 또한, 라인리액터 내부를 따라 이동되며 혼합과 충돌에 의해 화학반응이 촉진되므로 반응시간을 단축시킬 수 있으며, 설치비용을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 터널폐수 처리장치는 경사판 침전조를 이용하여 플럭과 슬러지를 효과적으로 침전시킬 수 있다. 이 과정에서도 별도의 스크래퍼와 교반기 없이 호퍼의 각도에 의해 플럭과 슬러지를 포집할 수 있으며, 구동장치 설비가 요구되지 않으므로 유지관리 비용을 줄일 수 있다.

또한, 모래여과부는 상향류 연속시여과방식이 적용되어 작업자의 개입없이도 24시간 연속식으로 처리수의 처리가 진행될 수 있다.

또한, 상술한 각 단계의 처리과정을 거치면서 강화되는 방류수질에 적합한 고품질 처리수를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 터널폐수 처리장치의 전체 구성을 개략적으로 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 터널폐수 처리장치의 라인리액터의 구성을 도시한 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 터널폐수 처리장치의 경사판 침전조의 구성을 도시한 개략도,
도 4는 경사판 침전조의 동작과정을 도시한 예시도,
도 5는 본 발명에 따른 터널폐수 처리장치의 모래여과부의 구성과 동작과정을 도시한 도면이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명에 따른 터널폐수 처리장치(1)의 전체 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 터널폐수 처리장치(1)는 도로 및 터널공사에서 발생되는 고농도 탁도를 갖는 터널폐수를 처리하는데 사용된다. 본 발명에 따른 터널폐수 처리장치(1)는 터널폐수에 포함된 토사 및 협잡물을 제거하는 침사조(100)와, 침사조(100)를 경유한 1차처리수(A1)를 중성으로 중화시키는 유량조장조(200)와, 유량조장조(200)를에서 중화된 2차처리수(A2)를 충돌과 혼합에 의해 응집제(C) 및 폴리머(D)와 반응시키는 라인리액터(300)와, 라인리액터(300)에서 응집반응이 일어난 3차처리수(A3)를 중력에 의해 침전시키는 경사판 침전조(400)와, 경사판 침전조(400)를 경유한 4차처리수(A4)에 포함된 잔여 부유물질을 제거하여 수질기준에 맞추는 모래여과부(500)를 포함한다.

침사조(100)는 도로 및 터널공사 중에 발생되는 터널폐수(A)가 유입된다. 터널폐수(A)는 토사나 거대흡잡물 등이 포함된 상태로 유입된다. 터널폐수(A)는 침사조(100)에 일정시간 체류하면서 토사나 거대흡잡물이 바닥에 가라앉게 되고, 상등수인 1차 처리수(A1)가 유량조장조(200)로 이송된다.

터널폐수(A)는 시멘트 성분 및 기타 오염물로 인해 알칼리성을 띤다. 유량조장조(200)는 1차 처리수(A1)에 황산과 같은 산성성분(S)을 공급하여 1차 처리수(A1)를 중화시킨다. 이 때, 유량조장조(200)는 폭기시설(220)을 통해 공기(B)를 함께 공급한다. 황산(S)과 1차 처리수(A1)는 공기의 공급에 의해 폭기되면서 혼합과 교반된다. 이러한 과정에서 1차 처리수(A1)는 중화되고, 중화된 2차 처리수(A2)는 라인리액터(300)로 공급된다.

도 2는 라인리액터(300)의 구성을 도시한 도면이다. 2차 처리수(A2)는 공급펌프(313)에 의해 라인리액터(300)로 공급된다. 라인리액터(300)는 2차 처리수(A2)와 공기(B) 및 응집제(C)가 서로 반응하며 이동되는 유입반응관(310)과, 유입반응관(310)을 따라 이동되는 2차 처리수(A2)에 폴리머(D)가 공급되는 이동부(320)와, 폴리머(D)의 공급에 의해 응결반응이 진행되는 응결배출관(330)과, 응결반응이 진행되는 3차 처리수(A3)를 외부로 배출하는 배출관(340)을 포함한다.

유입반응관(310)의 상단에는 2차처리수(A2)가 유입되는 폐수유입관(311)이 구비된다. 2차처리수(A2)는 공급펌프(313)에 의해 폐수유입관(311)으로 유입된다. 폐수유입관(311)의 일측에는 공기유입관(315)과 응집제공급관(317)이 연결된다. 공기(B)는 폐수유입관(311)을 통한 폐수의 유입압력에 의해 공기유입관(315)으로 유입된다.

응집제공급관(317)은 응집제저장조(미도시)로부터 응집제공급펌프(319)에 의해 일정량씩 응집제(C)를 공급한다. 응집제공급관(317)이 공급하는 응집제(C)의 량은 공급펌프(313)에 의해 공급되는 2차처리수(A2)의 유량에 연동하여 제어부(미도시)가 자동으로 조절한다.

유입반응관(310) 내부에서는 2차처리수(A2)와 응집제(C) 및 공기(B)가 서로 혼합 및 충돌되면서 급속 화학반응이 진행된다. 2차처리수(A2)는 응집제(C)와 1차적으로 반응한 후 이동부(320)를 따라 이동된다.

그리고, 이동부(320)의 후단에 배치된 폴리머공급관(331)으로 공급된 폴리머(D)에 의해 2차로 반응되며 응결작용이 유도된다. 응결배출관(330) 내부에서 응결작용에 의해 플럭이 형성된다. 플럭이 형성된 3차 처리수(A3)는 배출관(340)을 통해 경사판침전조(400)로 공급된다. 폴리머(D)는 폴리머저장조(미도시)로부터 폴리머공급펌프(333)에 의해 폴리머공급관(331)으로 공급된다. 이 때, 폴리머(D)의 공급량은 2차처리수(A2)의 유량에 연동하여 제어부(미도시)가 조절한다.

라인리액터(300)는 유입반응관(310)과 이동부(320) 및 응결배출관(330)이 길이를 갖는 관의 형태로 연결되어 구비된다. 또한, 유입반응관(310), 이동부(320) 및 응결배출관(330)이 서로 U자 형태로 절곡형성된다. 이에 따라 절곡영역에서 충돌이 일어나며 반응 속도가 더욱 빨라질 수 있다.

즉, 유입반응관(310)과 이동부(320) 및 응결배출관(330)은 직경(d1.d2)이 크기 않으므로 2차 처리수(A2)와 공기(B) 및 응집제(C)가 관 내부를 이동하며 혼합과 충돌에 의해 급속 화학반응이 이루어지게 된다. 즉, 하나의 연속된 배관으로 연결된 라인리액터(300) 내부에서 혼합 및 응결반응이 빠르게 진행되어 반응시간이 단축될 수 있다.

이에 종래 폐수처리장치에 요구되던 급속반응조와 완속반응조 없이도 빠른 화학반응이 가능해질 수 있다. 따라서, 종래 폐수처리장치에 비해 혼합과 반응을 위한 별도의 시설과 주변시설이 요구되지 않으므로 부지 면적을 축소할 수 있으며, 유지관리비용을 저감시킬 수 있다. 또한, 관형태로 형성되므로 소요부지면적을 최소화할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 경사판침전조(400)의 단면구성을 도시한 단면도이고, 도 4는 경사판침전조(400)의 평면구성을 도시한 평면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 경사판침전조(400)는 단면이 원형으로 형성되는 침전조본체(410)와, 침전조본체(410)의 중간 높이 부분과 연결되어 3차 처리수(A3)를 침전조본체(410)로 공급하는 중앙유입관(420)과, 침전조본체(410)의 상부에 배치되어 3차 처리수(A3)에 포함된 플럭과 슬러지(S1)를 중력에 의해 하부로 침전시키는 복수개의 경사판(430)과, 침전조본체(410)의 하부에 구비되어 경사판(430)을 따라 침전되는 플럭과 슬러지를 하부로 이동시키는 호퍼(440)와, 플럭과 슬러지가 분리된 4차 처리수(A4)를 모래여과부(500)로 배출하는 배출웨어(450)를 포함한다.

침전조본체(410)는 단면이 원형이며 하부로 갈수록 단면이 작아지도록 형성된다. 도면에 도시되지 않았으나 3차 처리수(A3)를 중앙유입관(420)으로 공급하는 연결관(미도시)이 침전조본체(410)의 가운데 부분에 연결된다. 연결관(미도시)은 경사판(430)의 하부부분과 연결된다.

중앙유입관(420)으로 유입된 4차 처리수(A4)는 상승류에 의해 상방향으로 이동된다. 이 때, 응결반응이 진행된 4차 처리수(A4)에 포함된 플럭이 중력에 의해 침전하게 된다. 중력침전이 유도되면서 호퍼(440) 내부에 거대 플럭의 형성이 촉진된다. 이에 의해 경사판(430)과 호퍼(440)의 경계 사이에 슬러지블랭킹층(SB)가 형성된다. 슬러지블랭킹층(SB)이 형성됨에 따라 3차 처리수(A3)가 유입되어 경사판(430)으로 이동되는 경로상에서 슬러지블랭킹층(SB)을 거치게 된다. 이 때, 슬러지블랭킹층(SB)도 슬러지를 걸러주는 필터 역할을 수행하게 된다.

슬러지블랭킹층(SB)을 거쳐 경사판(430)의 하부로 이동된 3차 처리수(A3)는 경사판(430)을 따라 상방향으로 이동된다. 이 때, 3차 처리수(A3)에 포함된 미세 슬러지와 미세 플럭은 경사판(430)을 따라 하부로 이동된다. 경사판(430)은 도 4에 도시된 중앙유입관(420)과 침전조본체(410) 사이에 형성된다.

복수개의 경사판(430)은 서로 수직선과 일정각도로 경사지게 형성된다. 복수개의 경사판(430)은 서로 일정한 간격으로 이격 배치된다. 도면에 도시되지 않았으나 복수개의 경사판(430)들은 연결플레이트(미도시)에 의해 서로 연결되어 침전조본체(410) 내부에서 위치가 구속된다.

경사판(430)을 따라 하부로 이동된 슬러지와 플럭(S1)은 호퍼(440)를 따라 하부로 이동된다. 이 때, 호퍼(440)는 50~60°의 경사각을 갖도록 형성되어 별도의 교반기나 스크래퍼 없이도 슬러지와 플럭(S1)이 하부로 포집될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 경사판 침전조(400)는 종래 터널폐수처리장치와 비교할 때 별도의 교반기나 스크레퍼 등이 불필요하므로 유지비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 경사판 침전조(400)는 모터와 같은 전기에 의해 구동되는 구성이 요구되지 않으므로 무동력으로 운영될 수 있어 운영비용을 절감할 수 있다.

한편, 경사판(430)을 경유하여 상부로 이동된 상승류는 배출웨어(450)를 통해 외부로 배출된다. 배출웨어(450)는 도 4에 도시된 바와 같이 침전조본체(410)의 외주연을 따라 형성된다. 배출웨어(450)는 노치 형태로 배치되어 4차 처리수(A4)를 외부로 배출한다. 배출웨어(450)로부터 배출된 4차 처리수(A4)는 모래여과부(500)로 이송된다.

도 5는 본 발명에 따른 모래여과부(500)의 구성과 동작과정을 도시한 개략도이다. 모래여과부(500)는 상향류 연속여과기로 동작되어, 모래층(F)을 통과하며 4차 처리수(A4)에 포함된 미세 부유물질을 제거할 수 있다. 이 때, 모래층(F)의 높이와 체류시간등을 조절해 강화된 방류수질을 만족할 수 있는 고품질 처리 수질을 얻을 수 있다.

모래여과부(500)는 모래층(F)이 구비되는 여과탱크(510)와, 여과탱크(510)의 모래층(F)으로 4차 처리수(A4)를 공급하는 폐수유입관(520)과, 처리가 완료된 5차 처리수(A5)를 외부로 배출하는 처리수배출관(530)과, 공기를 공급하여 모래를 이동시키는 모래이동관(540)과, 이동된 모래를 세척하는 세척수가 저장되는 세척수챔버(550)와, 모래 세척에 의해 오염된 세척수를 배출하는 세척수배출관(560)을 포함한다.

여과탱크(510)는 내부에 4차 처리수(A4)에 포함된 부유물질을 여과하는 여재인 모래층(F)이 구비된다. 여재는 모래 뿐만 아니라 안트라 사이트 또는 다공성 크레이와 같은 다공성 재질로 형성될 수 있다.

폐수유입관(520)은 경사판 침전조(400)에서 처리된 4차 처리수(A4)를 여과탱크(510)의 하부로 공급한다. 폐수유입관(520)은 여과탱크(510)의 상부 일측면에 연결된다. 폐수유입관(520)에는 4차 처리수(A4)를 여과탱크(510)의 하부로 공급하는 수직관(521)이 연결된다. 수직관(521)의 하부에는 분배관(523)이 결합된다. 분배관(523)은 수직관(521)을 따라 이동된 4차 처리수(A4)를 고르게 모래층(F)으로 분배하여 공급한다. 분배관(523)은 방사형으로 형성되거나 샤워헤드 형태로 형성되어 4차 처리수(A4)가 골고루 모래층(F)으로 분배되도록 한다.

처리수배출관(530)은 폐수유입관(520)과 대향되는 방향에 형성되어 모래층(F)을 이동하며 부유물질이 제거된 깨끗한 5차 처리수(A5)를 외부로 배출시킨다.

모래이동관(540)은 여과탱크(510)의 내부에 수직하게 설치되고, 공기압축기(미도시)에 의해 압축공기가 공급된다. 모래이동관(540)은 내부유입관(541)과 외부유입관(543)의 이중구조로 형성된다. 외부유입관(543)을 통해 압축공기가 분사되면, 압축공기는 외부유입관(543)의 하부에서 내부유입관(541)으로 상승하여 이동된다. 이 때, 압축공기의 상승압력에 의해 여과탱크(510) 하부의 오염된 모래가 내부유입관(541)의 개방된 하부를 통해 유입되어 상승된다. 내부유입관(541)에서 모래가 상승될 때, 모래 표면에 부착되어 있는 오염물질이 1차적으로 이탈되며 세척된다.

세척수챔버(550)는 모래이동관(540)의 상부에 구비되어 모래이동관(540)을 통해 상승된 모래와, 모래를 세척할 세척수가 저장된다. 세척수챔버(550)는 펌프(556)에 의해 세척수가 공급된다. 세척수배출관(560)은 세척수챔버(550)에 저장된 세척수를 외부로 배출한다.

세척수챔버(550)의 하부에는 세척관(551)이 일정길이 형성된다. 세척관(551)은 모래이동관(540)을 따라 상승하며 1차적으로 세척된 모래를 하방으로 이동시키며 세척수와 접촉되며 2차로 세척되도록 한다. 이 때, 세척관(551)은 모래의 이동시간을 지연시켜 세척시간을 증가시키기 위해 지그재그형으로 구비된다. 이에 의해 모래 표면에 부착된 부유물질이 미세기포와 접촉되며 분리되어 모래의 세척력을 더욱 향상시킬 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 터널폐수 처리장치(1)의 터널폐수 처리과정을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

터널공사에서 발생된 터널폐수(A)는 침사조(100)로 유입된다. 침사조(100)에서 일정시간 체류하면서 터널폐수(A)에 포함된 비중이 큰 토사나 거대 흡잡물이 바닥에 가라앉는다. 침사조(100)에서 큰 토사와 흡잡물이 분리된 1차 처리수(A1)는 유량조장조(200)로 공급된다.

유량조장조(200)에서 황산(S)과 공기(B)가 공급된 후 혼합되어 알칼리성을 띄는 1차 처리수(A1)는 중화된다. 중화된 2차 처리수(A2)는 라인리액터(300)로 유입된다.

폐수유입관(311)으로 1차 처리수(A1)가 이동되어 유입반응관(310)으로 이동된다. 이 때, 공기유입관(315)으로 공기(B)가 유입되고, 응집제공급관(317)으로 응집제(C)가 공급된다. 폐수유입관(311)에서 2차 처리수(A2)와 공기(B) 및 응집제(C)가 서로 충돌하고 혼합되며 응집반응이 유도된다.

폐수유입관(311)으로부터 절곡형성된 이동부(320)를 이동하며 폴리머공급관(331)으로부터 폴리머(D)를 공급받는다. 2차 처리수(A2)는 폴리머(D)의 공급에 의해 응결반응이 유도되고 플럭이 형성된다. 플럭이 형성된 3차 처리수(A3)는 배출관(30)을 통해 경사판침전조(400)으로 공급된다.

중앙유입관(420)을 통해 3차 처리수(A3)는 경사판(430)의 하부로 유입된다. 도 3에 도시된 바와 같이 플럭이 형성된 3차 처리수(A3)는 상방향으로 이동되고, 이 때 플럭은 하부로 침전된다. 이 때, 플럭들은 서로 모여 거대 플럭을 형성하고, 경사판(430)의 하부에 슬러지 블랭킹층(SB)이 형성된다.

3차 처리수(A3)는 슬러지 블랭킹층(SB)을 경유하여 경사판(430)으로 유입된다. 이 과정에서 3차 처리수(A3)에 포함된 슬러지들은 탈락되어 하부로 침전된다. 그리고, 경사판(430)을 따라 상방향으로 이동되면서 3차 처리수(A3)에 포함된 미세 플럭들도 하부로 침전된다. 3차 처리수(A3)로부터 분리된 슬러지와 플럭들은 호퍼(440)의 경사각도에 의해 별도의 스크래퍼와 교반기 없이도 하부로 포집된다. 하부에 포집된 슬러지들은 슬러지배출구(460)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

한편, 경사판(430)을 따라 상부로 이동된 4차 처리수(A4)는 배출웨어(450)를 통해 외부로 배출된다. 4차 처리수(A4)는 모래여과부(500)로 공급된다.

모래여과부(500)의 폐수유입관(520)을 통해 4차 처리수(A4)는 여과탱크(510) 내부로 유입된다. 4차 처리수(A4)는 수직관(521)과 분배관(523)을 경유하여 모래층(F)으로 골고루 분배된다. 모래층(F)의 하부에서 상방향으로 이동되며 4차 처리수(A4)에 포함된 미세 부유물질이 제거된다. 모래층(F)을 경유하며 부유물질이 제거된 5차 처리수(A5)는 처리수배출관(530)을 통해 외부로 배출된다. 이렇게 배출된 5차 처리수(A5)는 강호된 방류수질을 만족할 수 있다.

한편, 4차 세척수(A4)를 여과한 모래층(F)의 모래는 모래이동관(540)을 통해 이동되는 압축공기에 의해 내부유입관(541)을 따라 상승하면서 1차적으로 부유물질이 탈락되고, 세척수챔버(550)를 경유한 후 세척관(551)을 따라 이동되며 2차적으로 세척된다.

이에 의해 여과탱크(510) 내부의 모래층(F)이 항상 깨끗하게 유지되어 4차 세척수(A4)를 깨끗하게 여과할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 터널폐수 처리장치는 라인리액터를 적용함에 의해 종래 급속반응조와 완속반응조의 구성이 요구되지 않는다. 또한, 라인리액터 내부를 따라 이동되며 혼합과 충돌에 의해 화학반응이 촉진되므로 반응시간을 단축시킬 수 있으며, 설치비용을 줄일 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 터널폐수 처리장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 터널폐수 처리장치 100 : 침사조
200 : 유량저장조 210 : 산공급부
220 : 공기공급부 300 : 라인리액터
310 : 유입반응관 311 : 폐수유입관
313 : 공급펌프 315 : 공기유입관
317 : 응집제공급관 319 : 응집제공급펌프
320 : 이동부 330 : 응결배출관
331 : 폴리머공급관 333 : 폴리머공급펌프
340 : 배출관 400 : 경사판침전조
410 : 침전조본체 420 : 중앙유입관
430 : 경사판 440 : 호퍼
450 : 배출웨어 460 : 슬러지배출구
500 : 모래여과부 510 : 여과탱크
520 : 폐수유입관 521 : 수직관
523 : 분배관 530 : 처리수배출관
540 : 모래이동관 541 : 내부유입관
543 : 외부유입관 550 : 세척수챔버
551 : 세척관 560 : 세척수배출관

Claims

터널폐수 처리장치에있어서,
터널공사중 발생된 터널폐수가 유입되며 비중이 큰 토사와 거대 흡잡물을 침전시키는 침사지와;
상기 침사지를 경유한 1차 처리수에 산성용액과 공기을 공급한 후 교반하여 상기 1차 처리수를 중화시키는 유량조장조와;
상기 유량조장조에서 중화된 2차 처리수에 공기와 응집제 및 폴리머를 공급하여 혼합과 응집이 동시에 진행되도록 하는 라인리액터와;
상기 라인리액터를 경유하며 응결반응이 진행된 3차 처리수에 포함된 슬러지를 증력에 의해 침전시키는 경사판 침전조와;
상기 경사판 침전조를 경유한 4차 처리수에 포함된 부유물질을 모래층에 의해 제거하는 모래여과부를 포함하며,
상기 라인리액터는,
상기 2차 처리수가 유입되는 폐수유입관과 연결되며, 응집제와 공기가 공급되며 상기 2차 처리수와 상기 응집제 및 상기 공기가 서로 혼합 및 충돌되며 반응하는 유입반응관;
상기 유입반응관과 연결되며 폴리머를 공급받아 상기 2차 처리수가 응결반응이 일어나도록 유도하며 3차 처리수를 외부로 배출시키는 응결배출관을 포함하며,
상기 경사판 침전조는,
침전조본체와;
상기 침전조본체의 가운데 영역에 형성되어 상기 라인리액터로부터 상기3차처리수를 공급받는 중앙유입관과;
상기 중앙유입관의 상부에 구비되어 상기 3차 처리수에 포함된 슬러지와 플럭을 중력에 의해 하부로 침전시키는 복수개의 경사판과;
상기 침전조본체의 하부에 점차 면적이 좁아지도록 경사지게 형성되어 상기 3차 처리수부로터 분리된 슬러지를 하부로 이동시키는 호퍼와;
상기 침전조본체의 상부에 배치되어 슬러지가 분리된 4차 처리수를 외부로 배출하는 배출웨어를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널폐수 처리장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 모래여과부는,
상기 4차 처리수가 유입되는 폐수유입관과, 처리가 완료된 5차 처리수가 배출되는 배출관이 구비되며, 상기 4차 처리수에 포함된 부유물질을 여과하는 모래층이 구비된 여과탱크와;
상기 폐수유입관을 통해 유입된 4차 처리수를 상기 모래층으로 공급하는 분배관과;
상기 여과탱크 내부에 수직으로 구비되며, 압축공기를 상기 여과탱크의 하부로 공급하여 상기 모래층의 모래를 상승시키며 세척하는 이중관 형태의 모래이동관과;
상기 모래이동관의 상부에 결합되며, 상기 모래이동관을 통해 이동되며 1차 세척된 모래를 2차 세척하는 세척수가 저장되는 세척수챔버와;
상기 모래를 세척하며 오염된 세척수를 외부로 배출시키는 세척수배출관과;
상기 세척수배출관의 하부에 결합되며, 상기 모래이동관을 통해 1차 세척된 모래를 하방으로 낙하시키면서 상기 세척수에 의해 2차 세척되도록 하는 세척관을 포함하는 것을 특징으로 하는 터널페수 처리장치.