KR101699682B1 - The wastewater treatment system by electrolysis and filtration sponge - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기분해와 스펀지 재질의 여과재를 이용한 폐수 처리시스템으로 보다 상세하게는 스크린을 통해 유입되는 폐수를 저장하고, 중력에 의하여 슬러지를 침전시키는 침전조, 침전조에서 처리된 처리수를 풀-브릿지 컨버터 전력수단이 설치된 전기분해조에서 처리수에 함유되어 있던 불순물을 제거하며, 전기분해조에서 처리된 처리수를 유입하여 여과하되 내부로 처리수를 정량 분배하는 복수개의 주입관, 상기 주입관 하방으로 스펀지 여과재를 압착시키는 압착판, 다공성 재질로 처리수내 미세 부유물질을 제거하는 스펀지 여과재, 상기 스펀지 여과재 압착시 하방으로 처리수를 배출하는 다공판 및 여과 처리된 처리수를 여과조 외부로 배출하는 배출관으로 이루어지는 여과조, 여과조에서 배출된 처리수를 저장하고 외부로 배출하는 여과조 이루어지는 전기분해와 스펀지 여과장치를 이용한 오폐수 처리시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wastewater treatment system using an electrolysis and a sponge-made filter medium. More particularly, the present invention relates to a wastewater treatment system using a filtration material, A plurality of injection pipes for removing impurities contained in the treatment water in an electrolysis tank provided with electric power means, for introducing the treated water treated in the electrolysis tank and filtering the treated water, and distributing the treated water to the inside of the electrolysis tank; A sponge filter material for removing fine suspended matters in the treatment water by a porous material, a perforated plate for discharging the treated water downward when the sponge filter material is compressed, and a discharge pipe for discharging the filtered treated water to the outside of the filtration tank A filtration tank for storing the treated water discharged from the filtration tank, It relates to a waste water treatment system using a sponge made of electrolysis and filtering device.
일반적으로 공공하수처리시설에서 사용되고 있는 활성슬러지 공법은 주로 유기물과 고형물을 제거하므로 방류수 내 처리되지 않은 영양염류가 고농도로 존재하여 수계(水系)로 배출되고 있어 최근에는 다양한 기술 공정을 추가하여 영양염류뿐만 아니라 독성까지도 처리하는 고도하수처리공법으로 진화되고 있는 추세이다.Since the activated sludge process, which is generally used in public sewage treatment facilities, mainly removes organic matter and solids, untreated nutrients in the effluent are present at a high concentration and discharged into the water system. Recently, In addition, it is evolving into an advanced sewage treatment method that treats even toxicity.
수계로 배출되는 배출수 내에 잔류하는 유기물과 영양염류를 제거하기 위해서 기존 공공하수처리 시설에 적용 가능한 방법을 추가하여 개선시키고 있는 실정이며, 추가되는 방법으로는 물리화학적 방법 및 생물학적 방법으로 시행되고 있고, 물리화학적 방법으로는 암모니아 탈기(ammonia stripping), 응집·침전(coagulation and precipitation) 및 역삼투(reverse osmosis) 등이 있으며, 생물학적 영양염류 제거방법으로는 A/O(Anoxic/Oxic)h아 A2/O(Anaerobic, Anoxic, Oxic) 공법 등이 있다.In order to remove the organic matter and nutrients remaining in the effluent discharged into the water system, a method applicable to the existing public sewage treatment facilities is being added and improved. The additional methods are implemented by physicochemical methods and biological methods, The physico-chemical methods include ammonia stripping, coagulation and precipitation, and reverse osmosis. The biological nutrient removal methods include A / O (Anoxic / Oxic) h A 2 / O (Anaerobic, Anoxic, Oxic) method.
반면, 활성슬러지 공법으로 처리되지 못하는 유기물과 고형물을 제거하기 위해서 추가되는 물리화학적 방법과 생물학적 방법들은 화학 약품의 사용으로 인한 추가 비용 소모되고, 슬러지 발생량 증가 및 침전지가 필요하며, 역삼투의 경우 에너지 비용 증가와 막 교체 비용이 증가하는 단점을 지니고 있고, 생물학적 처리방법은 방류수 수질 기준을 만족하기 위해서 5시간 이상의 수리학적 체류시간이 필요하며, BOD/TN 비가 낮은 국내 하수에 적용하기 어려운 단점을 가지고 있다.On the other hand, physicochemical methods and biological methods added to remove organic matter and solids that can not be treated by the activated sludge process require additional costs due to the use of chemicals, increase in sludge generation and sedimentation, The biological treatment method requires a hydraulic retention time of 5 hours or more in order to meet the discharged water quality standard and has a disadvantage that it is difficult to apply to domestic sewage having a low BOD / TN ratio have.
또한, 추가적인 공법들에 의해서 처리 규모와 범위가 성장함에 따라서 초기 설비의 투자 비용이 증가되고, 특히 생물학적 공법은 외부에서 미치는 물리적 변화에 적응하는 능력이 뛰어나지만 그 공정이 복잡하여 높은 수준의 운영관리 기술이 필요하며, 하수처리장의 전력소비량이 국내 총전력 소비량의 0.5%에 해당되는데 공법의 추가에 따른 전력 소비량이 더 증가된다는 문제점이 발생된다.In addition, the investment cost of the initial facility is increased due to the enlargement of the processing size and range by the additional methods, and in particular, the biological method is excellent in adapting to external physical changes, but the process is complicated, And the power consumption of the sewage treatment plant is 0.5% of the total power consumption in Korea, which causes a problem that the power consumption due to the addition of the construction method is further increased.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 전기분해 공정 및 스펀지 여재등을 이용한 수처리 기술이 개발되고 있으며 그 선행기술들로는 한국등록특허 제10-1306980호(2013. 09. 10.) 철 전기분해를 이용한 수처리장치 및 방법으로 생물반응공정을 포함하는 수처리 장치에 있어서, 호기조로 유입된 처리대상수에 철 이온을 공급하기 위해 상기 처리 대상수를 전기 분해하는 전해수단을 구비하며, 상기 전해수단은 상기 호기조로 유입된 처리대상수가 경유하는 전해조와 상기 조해조에 설치되며 양극 및 음극 전극이 번갈아 배치되는 전극부와 상기 전극부로 전원을 공급하는 전원공급부를 구비하고 상기 전극의 강판을 열처리하며 3시간 동안 서냉하여 열처리하는 기술을 제공하고, 한국등록특허 제10-1488965호(2015. 02. 02.) 스펀지 여재를 이용한 하폐수처리수 여과장치는 하폐수 처리시설에서 처리된 처리수에 포함된 부유물질과 용존물질 및 세균을 스펀지 여재 등을 통해 용수로 충분히 사용 가능한 수질 상태로 여과 처리하는 스펀지 여재를 이용한 하폐수처리수 여과장치를 제공하고 있다.In order to solve the above-mentioned problems, a water treatment technique using an electrolysis process and a sponge filter material has been developed. The prior arts include Korean Patent No. 10-1306980 (Feb. And electrolytic means for electrolyzing the water to be treated so as to supply iron ions to the water to be treated flowing into the oxic tank, wherein the electrolytic means is a device And an electric power supply unit for supplying electric power to the electrode unit. The steel plate of the electrode is heat-treated for 3 hours, and is heat-treated for 3 hours. The electrolytic cell is disposed in the detoxification tank, Technology, and Korean Patent No. 10-1488965 (Feb. 02, 2015), a wastewater treatment water filtration using sponge filter media It provides the value of suspended solids and dissolved matter and bacteria to the treated wastewater using a sponge filter material enough to use filtration as a possible water quality water for over a sponge filter material, such as filter system contained in the treated water treated in wastewater treatment facilities.
그러나 상기 선행기술들도 기존의 높은 초기투자 비용의 문제점과 전기분해장치 및 스펀지여재의 압착 구동에 따른 전력 상승의 문제점 및 수처리 공정과정에서 오랜시간이 필요로 하다는 문제점을 가지고 있다.However, the above-mentioned prior arts also have a problem of a high initial investment cost, a problem of power increase due to the pressing operation of the electrolytic device and sponge filter media, and a long time in the water treatment process.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 일반적인 종래기술 및 선행기술이 가지고 있는 하수 고도처리방법에서 발생되는 대규모와 대용량 시설에 따른 넓은 시설 부지 필요성과 높은 초기비용 문제점, 복잡한 구조의 공정에 따른 전력 소비의 문제점 및 수처리의 오랜시간이 필요로하는 문제점을 공정의 단순화와 사용되는 전력 소모의 저감과 효율적으로 짧은 시간내에 수처리 공정을 마치는 전기분해와 스펀지 여과장치를 이용한 오폐수 처리시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a sewage treatment method and a sewage treatment method, And to provide a wastewater treatment system using an electrolysis and a sponge filtration apparatus that completes a water treatment process within a short time in an efficient manner by reducing power consumption and simplifying the process and consuming problems and long time required for water treatment.
상기와 같은 문제점을 해결하고 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해와 스펀지 여과장치를 이용한 오폐수 처리시스템은 침전조, 전기분해조, 여과조 및 배출조로 구성되되 상기 침전조는 스크린을 통해 유입되는 폐수를 저장하고, 중력에 의하여 슬러지를 침전시키고, 침전조에서 처리된 처리수를 풀-브릿지 컨버터 전력수단이 설치된 전기분해조에서 처리수에 함유되어 있던 불순물을 제거하며, 상기 여과조는 전기분해조에서 처리된 처리수를 유입하여 여과하되 외면틀은 직육면체 형상이고, 상부에는 여과조 내부로 처리수를 정량 분배하는 복수개의 주입관(10), 상기 주입관(10) 하방으로 스펀지 여과재(30)를 압착시키는 압착판(20), 다공성 재질로 처리수내 미세 부유물질을 제거하는 스펀지 여과재(30), 상기 스펀지 여과재(30) 압착시 하방으로 처리수를 배출하는 다공판(40) 및 여과 처리된 처리수를 여과조 외부로 배출하는 배출관(50)으로 이루어지며, 상기 압착판(20), 스펀지 여과재(30) 및 다공판(40)이 한층으로 이루어지며, 여과조 내부에서 복수 층을 구성하고, 상기 배출조는 여과조에서 배출된 처리수를 저장하고 외부로 배출한다.In order to solve the above problems and to achieve the object, the wastewater treatment system using the electrolysis and sponge filtration apparatus according to an embodiment of the present invention comprises a settling tank, an electrolysis tank, a filtration tank and a discharge tank, The electrolytic bath in which the incoming wastewater is stored, the sludge is settled by gravity, and the treated water treated in the settling tank is removed from the electrolytic bath equipped with the full-bridge converter power means, A plurality of
상기 침전조는 산화알루미늄이 7~10% 농도로 함유된 황산알루미늄 및 폴리염화알루미늄 중 선택된 하나와 아세트산과 패각 분말 또는 산호초 분말이 중량비율 1:0.1~0.9:0.3~0.5로 혼합된 응집제가 주입된다.The sedimentation tank is filled with a flocculant mixed with acetic acid, shell powder or coral powder at a weight ratio of 1: 0.1 to 0.9: 0.3 to 0.5, with a selected one of aluminum sulfate and aluminum chloride containing aluminum oxide at a concentration of 7 to 10% .
상기 전기분해조는 알루미늄 또는 철 전극이 사용되고, 풀-브릿지 전력수단은 각 레그에 2개씩 4개의 다이오드 전류단과 4개의 스위치로 구성된 컨버터단과 전극으로 전류를 보내는 출력 필터단으로 이루어지고, 변압기 턴수는 3:1로 하며, 코어는 PQ, RM, EFD, EPC 중 선택된 하나를 사용하고, 리츠 와이어를 사용하되 코어의 포화를 방지하기 위해 코어의 중앙에 1㎜의 공극을 생성한 뒤 공극에 캡톤 테이프를 부착시킨다.Wherein the electrolytic bath comprises an aluminum or iron electrode and the full-bridge power means comprises a converter stage consisting of four diode current stages and four switches, two for each leg, and an output filter stage for sending current to the electrodes, : 1, and one of PQ, RM, EFD, and EPC is used as a core. In order to prevent saturation of the core using a Litz wire, a gap of 1 mm is formed in the center of the core, .
상기 여과조에서 스펀지 여과재(30)는 박테리아 균주를 배양하여 생산한 후, 세척한 뒤 동결건조 후 분쇄하여 제조된 바이오 셀룰로오스 4~10 중량%와 폴리에틸렌, 폴리스틸렌, 폴리우레탄 고무 중 선택된 하나 69~82 중량%와 패각 분말 10~25 중량%가 혼합되어 다공성으로 제조된다.In the filtration tank, the
상기 압착판(20)은 상부에서 유입되는 처리수가 하방으로 배출되도록 복수개의 천공을 가지고 있고, 천공 하부 일측에 힌지로 결합된 개폐수단(22)을 구비하여 스펀지 여과재(30) 압착시 스펀지 여과재(30)에서 배출되는 처리수가 상부로 월류되는 것을 방지한다.The
상기 압착판(20)은 중앙으로 원형 샤프트(62)가 상방으로 고정 설치되어 여과조 외부 상부에 위치되는 압착모터(60)로 연결되며, 압착모터(60)에 의하여 압착공정을 실시한다.The
상기 여과조의 하부에 구비되는 스펀지 여과재(30)와 다공판(40)은 최하부에 위치하는 스펀지 여과재(30)와 다공판(40)을 제외하고, 샤프트(62)와 동일한 지름의 중공이 구비된다.The
상기 스펀지 여과재(30)는 여과조로 최초 유입되는 처리수의 오염물에 의하여 오염되면 제거하고, 하방에 위치하고 있는 스펀지 여과재(30)들을 상부로 이동시켜 교체하는 전기분해와 스펀지 여과장치를 이용한 오폐수 처리시스템을 제공한다.The
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 전기분해와 스펀지 여과장치를 이용한 오폐수 처리시스템은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the wastewater treatment system using the electrolysis and sponge filtration apparatus according to the present invention has the following effects.
(1) 본 발명은 풀-브릿지 컨버터가 포함된 전력변화수단이 전기분해조에 설치되어 출력전압을 안정적으로 유지하여 전력소모를 최소화시키고, 그에 따라서 유지비용을 감소한다.(1) According to the present invention, a power changing means including a full-bridge converter is installed in an electrolysis tank to stably maintain an output voltage to minimize power consumption, thereby reducing maintenance cost.
(2) 본 발명은 복수개로 이루어진 스펀지 여과재를 통하여 수처리 효과를 높이고, 대상 처리수가 스펀지 여과재에 주입되면 압착하여 공정시간을 단축하여 수처리에 필요한 공정시간을 감소시킨다.(2) According to the present invention, the water treatment effect is improved through the sponge filter material having a plurality of sponges, and the process time is shortened by reducing the time required for the water treatment by pressing the target treated water into the sponge filter material.
(3) 본 발명은 스펀지 여과재에 흡수와 흡착성능이 높은 바이오 셀룰로오스를 첨가하여 유기물 흡착 및 금속 흡착등의 효과를 높인다.(3) In the present invention, bio-cellulose having high absorption and adsorption performance is added to a sponge filter material to enhance the effects of adsorption of organic matter and adsorption of metal.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전기분해와 스펀지 여과장치를 이용한 오폐수 처리시스템의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 여과조의 단면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 여과조의 외부 틀과 다공판을 나타내는 단면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 여과조의 압착판의 사시도이다.1 is a flow chart of a wastewater treatment system using an electrolysis and sponge filtration apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional perspective view of a filtration tank according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional perspective view illustrating an outer frame and a porous plate of a filtration tank according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of a compression plate of a filtration tank according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명의 명칭은 "전기분해와 스펀지 여과장치를 이용한 오폐수 처리시스템"으로 통상의 기술자가 쉽게 알 수 있도록 구체적인 내용을 기재하고 충분히 유추 가능한 별도의 기재는 생략하며 필요 경우 실시예 및 도면을 기재한다. 또한, 본 명세서 및 특허청구범위에서 정의된 용어들은 한정 해석하지 아니하며, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있고, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a perspective view of a sponge filter apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG. . In addition, terms defined in the present specification and claims are not to be interpreted as limiting, and may be changed according to the intention or custom of the operator, and should be construed in a meaning and a concept consistent with the technical idea of the present invention.
본 발명의 일면에 있어서,In one aspect of the present invention,
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전기분해 및 스펀지 여과에 의한 폐수 처리시스템의 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 여과조의 단면 사시도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 여과조의 외부 틀과 다공판을 나타내는 단면 사시도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 여과조의 압착판의 사시도로 상기 도 1 내지 4를 참고하여 하기에 더욱 상세하게 개진한다.FIG. 1 is a flow chart of a wastewater treatment system by electrolysis and sponge filtration according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a cross section of a filtration tank according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 4 is a perspective view of a compression plate of a filtration tank according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 1 to 4, .
폐수 처리시스템에 있어서,In a wastewater treatment system,
상기 폐수 처리시스템은 침전조, 전기분해조, 여과조 및 배출조로 구성되되The wastewater treatment system is composed of a settling tank, an electrolysis tank, a filtration tank and a discharge tank
상기 침전조는 스크린을 통해 유입되는 폐수를 저장하고, 중력에 의하여 슬러지를 침전시키고, 침전조에서 처리된 처리수를 풀-브릿지 컨버터 전력수단이 설치된 전기분해조에서 처리수에 함유되어 있던 불순물을 제거하며, 상기 여과조는 전기분해조에서 처리된 처리수를 유입하여 여과하되 외면틀은 직육면체 형상이고, 상부에는 여과조 내부로 처리수를 정량 분배하는 복수개의 주입관(10), 상기 주입관(10) 하방으로 스펀지 여과재(30)를 압착시키는 압착판(20), 다공성 재질로 처리수내 미세 부유물질을 제거하는 스펀지 여과재(30), 상기 스펀지 여과재(30) 압착시 하방으로 처리수를 배출하는 다공판(40) 및 여과 처리된 처리수를 여과조 외부로 배출하는 배출관(50)으로 이루어지며, 상기 압착판(20), 스펀지 여과재(30) 및 다공판(40)이 한층으로 이루어지며, 여과조 내부에서 복수 층을 구성하고, 상기 배출조는 여과조에서 배출된 처리수를 저장하고 외부로 배출한다.The settling tank stores wastewater flowing through the screen, deposits sludge by gravity, removes impurities contained in the treated water in an electrolytic bath provided with a full-bridge converter power means, , The filtration tank has a plurality of injection pipes (10) for inflowing and filtering the treated water treated in the electrolysis tank, the outer frame having a rectangular parallelepiped shape, and an upper part for distributing the treated water to the inside of the filtration tank, A
상기 침전조는 산화알루미늄이 7~10% 농도로 함유된 황산알루미늄 및 폴리염화알루미늄 중 선택된 하나와 아세트산과 패각 분말 또는 산호초 분말이 중량비율 1:0.1~0.9:0.3~0.5로 혼합된 응집제가 주입된다.The sedimentation tank is filled with a flocculant mixed with acetic acid, shell powder or coral powder at a weight ratio of 1: 0.1 to 0.9: 0.3 to 0.5, with a selected one of aluminum sulfate and aluminum chloride containing aluminum oxide at a concentration of 7 to 10% .
상기 패각 분말은 꼬막 또는 굴의 패각을 pH가 7.5~9.0인 알칼리수를 이용하여 3회이상 세척한 후 1100~1200℃에서 소성하고 3~8㎛로 분쇄한 후 계면할성제로 표면 처리하여 표면 극성을 낮추어 제조된 것이다.The shell powder was washed three times with alkaline water having a pH of 7.5 to 9.0 and then baked at 1100 to 1200 ° C. and pulverized to 3 to 8 μm and then surface-treated with an agent to be interfaced to obtain a surface polarity .
상기 전기분해조는 알루미늄 또는 철 전극이 사용되고, 풀-브릿지 전력수단은 각 레그에 2개씩 4개의 다이오드 전류단과 각 레그에 2개씩 4개의 스위치로 구성된 컨버터단과 전극으로 전류를 보내는 출력 필터단으로 이루어지고, 변압기 턴수는 3:1로 하되 110~130:55~65로 실시하고, 코어는 PQ, RM, EFD, EPC 중 선택된 하나를 사용하고, 리츠 와이어를 사용하며 운영 중 발생될 수 있는 코어의 포화를 방지하기 위해 코어의 중앙에 1㎜의 공극을 생성한 뒤 공극에 캡톤 테이프를 1매 혹은 다수를 부착시킨다.Wherein the electrolytic bath comprises an aluminum or iron electrode and the full-bridge power means comprises a converter stage consisting of four diode current stages, two each for each leg, two switches for each leg, and an output filter stage for sending current to the electrodes , The number of transformer turns is 3: 1, 110 ~ 130: 55 ~ 65, and the core uses one of PQ, RM, EFD and EPC, , A gap of 1 mm is formed in the center of the core, and one or more capton tapes are attached to the pores.
또한, 상기 풀-브릿지 컨버터단에 의하여 전극에 인가되는 전압에 따라 전류가 지수적으로 증가하는 특징을 갖고 있으므로 따라서 제어 초기에는 전극에 인가되는 전압을 제어하고 전류가 지령값 보다 커지게 되면 전류를 제어하여 전극에 과도한 전류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.Also, since the current increases exponentially according to the voltage applied to the electrode by the full-bridge converter stage, the voltage applied to the electrode is controlled in the initial stage of control, and when the current becomes larger than the command value, It is possible to prevent an excessive current from being generated in the electrode.
상기 여과조에서 스펀지 여과재(30)는 박테리아 균주를 배양하여 생산한 후, 세척한 뒤 동결건조 후 분쇄하여 제조된 바이오 셀룰로오스 4~10 중량%와 폴리에틸렌, 폴리스틸렌, 폴리우레탄 고무 중 선택된 하나 69~82 중량%와 패각 분말 10~25 중량%가 혼합되어 다공성으로 제조된다.In the filtration tank, the
상기 바이오 셀룰로오스는 Yeast extract, Peptone, Na2HPO4, Citricacid 및 Glucose가 혼합된 배지에 균주(Acetobacter xvlinum)을 접조하여 28~30℃에서 14일동안 배양한 후 10~30 kGy파장으로 감마선을 조사하여 살균한 후 동결하고 건조한 뒤 200~300㎛로 분쇄하여 제조한다.The above-mentioned bio-cellulose was cultured for 14 days at 28 to 30 ° C by straining a strain (Acetobacter xvlinum) in a medium containing yeast extract, peptone, Na2HPO4, citric acid and glucose, sterilized by irradiation with gamma rays at 10 to 30 kGy wavelength Freeze-dried, and then pulverized into 200 to 300 mu m.
상기 압착판(20)은 상부에서 유입되는 처리수가 하방으로 배출되도록 복수개의 천공을 가지고 있고, 천공 하부 일측에 힌지로 결합된 개폐수단(22)을 구비하여 스펀지 여과재(30) 압착시 스펀지 여과재(30)에서 배출되는 처리수가 상부로 월류되는 것을 방지한다.The
상기 압착판(20)은 하부면으로 복수개의 개폐수단(22)과 결합되는 위치가 개폐수단(22)의 두께 깊이와 동일한 형상으로 공간을 형성하고 있어 압착시 개폐수단(22)이 상기 공간에 삽입됨으로써 압착시 압착판(20) 하부면이 평탄해 지며, 압착 공정이 끝난 후 압착판(20)이 상승되면 힌지축을 중심으로 개폐수단(22)이 개방되어 압착판(20) 상부로 주입된 처리수를 하부로 통과시킨다. The
상기 압착판(20)은 중앙으로 원형 샤프트(62)가 상방으로 고정 설치되어 여과조 외부 상부에 위치되는 압착모터(60)로 연결되며, 압착모터(60)에 의하여 압착공정을 실시한다.The
상기 여과조의 하부에 구비되는 스펀지 여과재(30)와 다공판(40)은 최하부에 위치하는 스펀지 여과재(30)와 다공판(40)을 제외하고, 샤프트(62)와 동일한 지름의 중공이 구비된다.The
상기 스펀지 여과재(30)는 여과조로 최초 유입되는 처리수의 오염물에 의하여 오염되면 제거하고, 하방에 위치하고 있는 스펀지 여과재(30)들을 상부로 이동시켜 교체한다.The
상기 여과조의 수처리시 처리수의 흐름을 살펴보면 정량분배기등을 이용하여 전기분해조에서 다수개의 주입관(10)으로 처리수가 주입되고 여과조 내부의 상측에 위치하는 주입관(10) 하부면의 복수개 천공에서 압착판(20)의 중공부분을 통해 스펀지 여과재(30)로 넓은 범위로 주입되며 일정량의 처리수가 스펀지 여과재(30)로 주입되면 압착모터(60)에 의하여 압착판(20)이 하방으로 하강하여 스펀지 여과재(30)를 압착하여 처리수를 하방으로 보내는 공정을 복수개 설치되는 스펀지 여과재(30)에 의하여 실시하고, 최하부는 여과조 바닥면에서 최하부 다공판(40)과의 공간을 형성되어 있어 마지막 스펀지 여과재(30)에서 배출되는 배출수를 저장하고 배출조로 배출시킨다.The flow of the treatment water during the water treatment of the filtration tank will be described in detail. The treatment water is injected into the plurality of
실험예Experimental Example 1 : 응집제의 대장균 실험 1: Escherichia coli experiment of coagulant
패각 분말을 함유하고 있는 응집제의 대장균 항균 시험을 실시하기 위해, 산화알루미늄의 농도가 10%인 폴리염화알루미늄 40중량부와 순도가 70%인 아세트산 15중량부를 혼합하고, 3회이상 세척한 굴 패각을 주파수를 이용하여 초음파 세정을 실한 뒤 150메쉬로 분쇄한 패각 분말 20중량부를 추가하여 혼합하여 100kgf/㎠의 압력하에서 100℃ 가열하고 10℃에서 냉각시켜 제조된 응집제와 일반적인 응집제(폴리염화알루미늄(PAC))를 비교군으로 하고, 접종 대장균(사용균주:Escherichia coli ATCC 25922, 초기농도 4.5 x 10^4 CFU/ml)을 사용하여 상기 제조된 본 발명의 응집제와 비교군 응집제를 투입하여 24시간 동안 응집 반응을 실시한 후 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.In order to carry out an antimicrobial test for the coagulant containing the shell powder, 40 parts by weight of polyaluminum chloride having a concentration of aluminum oxide of 10% and 15 parts by weight of acetic acid having a purity of 70% were mixed and the oyster shell washed three times And 20 parts by weight of crushed powder of 150 mesh was added to the mixture. The mixture was heated at 100 DEG C under a pressure of 100 kgf / cm < 2 >, cooled at 10 DEG C, and a coagulant prepared by adding a conventional flocculant ) Was used as a comparative group, and the prepared coagulant of the present invention and a comparative group coagulant were added thereto using an inoculated Escherichia coli ATCC 25922 (initial concentration: 4.5 x 10 ^ 4 CFU / ml) After the coagulation reaction, the results are shown in Table 1 below.
시험 항목
Test Items
(CFU/㎖)Concentration after 24 hours
(CFU / ml)
대장균에 의한
항균시험
By E. coli
Antibacterial test
응집제Invention
Coagulant
응집제Normally
Coagulant
상기 표 1을 살펴보면 일반적인 응집제와 본 발명의 응집제의 세균 감소율은 50% 전후로 동일한 결과를 나타내었다. 응집제의 주 원료로 사용되는 알루미늄의 사용량이 본 발명의 응집제가 적으며, 따라서 본 발명의 응집제로 인하여 알루미늄의 사용량을 줄일 수 있으며, 그로 인해 알루미늄 응집제로 인한 2차 오염을 방지할 수 있고, 수계로 방출시 생태계 파괴 및 유해성붕분의 유출을 저감시킬 수 있다.As shown in Table 1, the bacterial reduction rate of the conventional coagulant and the coagulant of the present invention was about 50%. The amount of aluminum used as a main raw material of the flocculant is small, so that the flocculant of the present invention is small. Therefore, the amount of aluminum used can be reduced due to the flocculant of the present invention, thereby preventing secondary contamination due to the aluminum flocculant, Can reduce ecosystem breakdown and release of toxic buildup.
시험예Test Example 2 : 본 발명의 하수 처리시스템에 의한 하수처리 2: Sewage treatment by the sewage treatment system of the present invention
본 발명에 의한 전기분해와 스펀지 여과장치를 이용한 오폐수 처리시스템에 광주광역시 S하수종말처리장에서 채취한 하수를 유입시켜 침전조에 저장한 뒤 응집제를 투입하여 슬러지를 침강시켜 제거하고, 철 전극으로 이루어진 전기분해조에서 전기분해를 실시하고, 여과조로 주입하여 스펀지 여과재(30)를 통과시킨 후 배출조로 배출시켜 COD, BOD, n-Hexan 및 탁도를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.In the wastewater treatment system using the electrolysis and sponge filtration apparatus according to the present invention, wastewater collected from the sewage end treatment plant of Gwangju Metropolitan City is introduced and stored in a sedimentation tank. Then, coagulant is added to sediment the sludge, Electrolysis was carried out in a decomposition tank, the solution was injected into a filtration tank, passed through a
상기 표 2를 살펴보면 COD, BOD 및 n-Hexan은 90% 이상 제거되었고, 탁도도 80%이상 맑아지는 결과를 확인할 수 있었으며, 배출조에서 저장 후 침전조에서와 동일하게 응집제와 중력식 침전을 이용하여 2차 침전을 실시하면 더 높은 효과를 나타낼 수 있을 것으로 예상되었다.Table 2 shows that more than 90% of COD, BOD, and n-hexane were removed, and the turbidity was clarified by more than 80%. In the same way as in the sedimentation tank after storage in the discharge tank, the coagulant and gravity- It was expected that tea sedimentation would be more effective.
추가의 일면에 있어서,In a further aspect,
본 발명의 폐수 처리시스템의 침전조, 전기분해조, 여과조 및 배출조의 외부 틀을 이루는 재질은 일반적인 합성수지와 패각분말등의 혼합물로 이루어질 수 있으며, 여과조의 압착판(20)과 결합고정되는 샤프트(62)와 다공판(40)의 재질은 스테인리스 강으로 이루어져 강성을 주는 것이 바람직하다.The material constituting the outer frame of the settling tank, electrolytic tank, filtration tank and discharge tank of the wastewater treatment system of the present invention may be a mixture of general synthetic resin and shell powder, and a
상기 응집제를 회수할 수 있는 회수조(미도시)를 설치 할 수 있으며, 상기 침전조에서 발생된 슬러지를 회수조에 저장하고, 저장된 슬러지와 농도가 10%인 염산을 1:2 비율로 1~2시간동안 교반하여 상기 응집제내에서 pH 2 이하, 5%의 Al2O3을 회수하여 재사용 할 수 있다.The sludge generated in the sedimentation tank may be stored in a recovery tank, and the stored sludge and hydrochloric acid having a concentration of 10% may be supplied at a 1: 2 ratio for 1 to 2 hours And 5% of Al 2 O 3 can be recovered and reused in the coagulant under pH 2.
또한, 여과조의 압착공정은 여과조로 주입되는 처리수의 지정된 양으로 실시되거나 다공판(40)과 여과스펀지 사이에 무게 측정기를 두어 스펀지 여과재(30)로 일정량의 처리수가 주입되어 지정된 무게가 측정되었을때 자동으로 실시되며, 여과조 외부면 측면에 스펀지 여과재(30)를 여과조 내부로 투입하거나 제거할 수 있도록 투입구를 개폐과 가능한 구조(미도시)를 가질 수 있다.Also, the pressing process of the filtration tank is performed by a specified amount of the treatment water injected into the filtration tank or by placing a weighing device between the
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 전기분해 및 스펀지 여과에 의한 폐수 처리시스템은 다음과 같은 효과는 풀-브릿지 컨버터가 포함된 전력변화수단이 전기분해조에 설치되어 출력전압을 안정적으로 유지하여 전력소모를 최소화시키고, 그에 따라서 유지비용을 감소시키며, 복수개로 이루어진 스펀지 여과재(30)를 통하여 수처리 효과를 높이고, 대상 처리수가 스펀지 여과재(30)에 주입되면 압착하여 공정시간을 단축하여 수처리에 필요한 공정시간을 감소시키고, 스펀지 여과재(30)에 흡수와 흡착성능이 높은 바이오 셀룰로오스를 첨가하여 유기물 흡착 및 금속 흡착등의 효과를 높인다.As described above, the following effects of the electrolysis and sponge filtration system according to the present invention are that the power changing means including the full-bridge converter is installed in the electrolysis tank to stably maintain the output voltage, So that the water treatment effect is enhanced through the plurality of
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었지만, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술은 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments and drawings, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Various modifications and variations are possible.
10 : 주입관 40 : 다공판
20 : 압착판 50 : 배출관
22 : 개폐수단 60 : 압착모터
30 : 스펀지 여과재 62 : 샤프트10: Injection tube 40: Perforated plate
20: compression plate 50: discharge pipe
22: opening / closing means 60:
30: sponge filter medium 62: shaft
Claims (8)
상기 오폐수 처리시스템은 침전조, 전기분해조, 여과조 및 배출조로 구성되되
상기 침전조는 스크린을 통해 유입되는 폐수를 저장하고, 중력에 의하여 슬러지를 침전시키고,
침전조에서 처리된 처리수를 풀-브릿지 컨버터 전력수단이 설치된 전기분해조에서 처리수에 함유되어 있던 불순물을 제거하며,
상기 여과조는 전기분해조에서 처리된 처리수를 유입하여 여과하되 외면틀은 직육면체 형상이고, 상부에는 여과조 내부로 처리수를 정량 분배하는 복수개의 주입관, 상기 주입관 하방으로 스펀지 여과재를 압착시키는 압착판, 다공성 재질로 처리수내 미세 부유물질을 제거하는 스펀지 여과재, 상기 스펀지 여과재 압착시 하방으로 처리수를 배출하는 다공판 및 여과 처리된 처리수를 여과조 외부로 배출하는 배출관으로 이루어지며,
상기 압착판, 스펀지 여과재 및 다공판이 한층으로 이루어지며, 여과조 내부에서 복수 층을 구성하고,
상기 배출조는 여과조에서 배출된 처리수를 저장하고 외부로 배출하며,
상기 여과조에서 스펀지 여과재는 박테리아 균주를 배양하여 생산한 후, 세척한 뒤 동결건조 후 분쇄하여 제조된 바이오 셀룰로오스 4~10 중량%와 폴리에틸렌, 폴리스틸렌, 폴리우레탄 고무 중 선택된 하나의 69~82 중량%와 패각 분말 10~25 중량%가 혼합되어 다공성으로 제조되고,
상기 압착판은 중앙으로 원형 샤프트가 상방으로 고정 설치되어 여과조 외부 상부에 위치되는 압착모터로 연결되며, 압착모터에 의하여 압착공정을 실시하며,
상기 여과조의 내부에 구비되는 스펀지 여과재와 다공판은 최하부에 위치하는 스펀지 여과재와 다공판을 제외하고, 샤프트와 동일한 지름의 중공이 구비되는 것을 특징으로 하는 전기분해와 스펀지 여과장치를 이용한 오폐수 처리시스템.In a wastewater treatment system,
The wastewater treatment system is composed of a settling tank, an electrolysis tank, a filtration tank and a discharge tank
The settling tank stores wastewater flowing through the screen, sedimentes sludge by gravity,
The treated water treated in the settling tank is removed from the electrolytic bath equipped with the full-bridge converter power means to remove the impurities contained in the treated water,
Wherein the filtration tank has a plurality of injection pipes for introducing treated water treated in the electrolytic bath and filtering the water, wherein the outer frame has a rectangular parallelepiped shape and the upper part is for distributing the treated water to the inside of the filtration tank, A sponge filter medium for removing fine suspended particles in the treatment water by using a porous material, a perforated plate for discharging treated water downward when the sponge filter medium is compressed, and a discharge pipe for discharging the filtered treatment water to the outside of the filtration tank,
Wherein the pressure plate, the sponge filter material, and the perforated plate are formed in a single layer,
The discharge tank stores the treated water discharged from the filtration tank and discharges the treated water to the outside,
In the filtration tank, the sponge filter medium is prepared by culturing a bacterial strain, washing it, lyophilizing and then pulverizing it to obtain 4 to 10% by weight of bio-cellulose, 69 to 82% by weight of a selected one of polyethylene, polystyrene and polyurethane rubber, 10 to 25% by weight of shell powder are mixed and made porous,
The pressing plate is connected to a pressing motor which is located at the upper part of the outside of the filtration tank, and a pressing process is performed by a pressing motor.
Wherein the sponge filter medium and the perforated plate provided in the filtration tank are provided with a hollow having the same diameter as the shaft except for the sponge filter medium and the perforated plate located at the lowermost part. .
상기 침전조는 산화알루미늄이 7~10% 농도로 함유된 황산알루미늄 및 폴리염화알루미늄 중 선택된 하나와 아세트산과 패각 분말 또는 산호초 분말이 중량비율 1:0.1~0.9:0.3~0.5로 혼합된 응집제가 주입되는 것을 특징으로 하는 전기분해와 스펀지 여과장치를 이용한 오폐수 처리시스템.The method according to claim 1,
The sedimentation tank is filled with a flocculant mixed with acetic acid, shell powder or coral reef powder in a weight ratio of 1: 0.1 to 0.9: 0.3 to 0.5, selected from aluminum sulfate and aluminum chloride containing aluminum oxide at a concentration of 7 to 10% Wherein the sponge filter is disposed in the vicinity of the sponge.
상기 전기분해조는 알루미늄 또는 철 전극이 사용되고, 풀-브릿지 전력수단은 각 레그에 2개씩 4개의 다이오드 전류단과 4개의 스위치로 구성된 컨버터단과 전극으로 전류를 보내는 출력 필터단으로 이루어지고, 변압기 턴수는 3:1로 하며, 코어는 PQ, RM, EFD, EPC 중 선택된 하나를 사용하고, 리츠 와이어를 사용하되 코어의 포화를 방지하기 위해 코어의 중앙에 1㎜의 공극을 생성한 뒤 공극에 캡톤 테이프를 부착시키는 것을 특징으로 하는 전기분해와 스펀지 여과장치를 이용한 오폐수 처리시스템.The method according to claim 1,
Wherein the electrolytic bath comprises an aluminum or iron electrode and the full-bridge power means comprises a converter stage consisting of four diode current stages and four switches, two for each leg, and an output filter stage for sending current to the electrodes, : 1, and one of PQ, RM, EFD, and EPC is used as a core. In order to prevent saturation of the core using a Litz wire, a gap of 1 mm is formed in the center of the core, And the electrolytic water and the sponge filtration apparatus.
상기 압착판은 상부에서 유입되는 처리수가 하방으로 배출되도록 복수개의 천공을 가지고 있고, 천공 하부 일측에 힌지로 결합된 개폐수단을 구비하여 스펀지 여과재 압착시 스펀지 여과재에서 배출되는 처리수가 상부로 월류되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 전기분해와 스펀지 여과장치를 이용한 오폐수 처리시스템.The method according to claim 1,
The press plate has a plurality of perforations for discharging the process water flowing downward from the upper portion and includes opening and closing means connected to the lower side of the perforation by a hinge so that the process water discharged from the sponge filter material during the compression of the sponge filter material flows Wherein the sponge filtration system comprises:
상기 스펀지 여과재는 여과조로 최초 유입되는 처리수의 오염물에 의하여 오염되면 제거하고, 하방에 위치하고 있는 스펀지 여과재들을 상부로 이동시켜 교체하는 것을 특징으로 전기분해와 스펀지 여과장치를 이용한 오폐수 처리시스템.The method according to claim 1,
Wherein the sponge filter medium is removed when it is contaminated by contaminants in the treated water initially introduced into the filtration tank, and the sponge filter media located downward are moved upward to replace the waste water.
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