KR101757211B1 - 침전 및 여과 기능이 병행되는 수처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 침전과 여과 기능을 병행하여 수행하는 침전 및 여과조를 통하여 최종 방류수 부유물의 제거 효율를 높이고 폭기조의 고농도 MLSS를 제공할 수 있으므로 많은 미생물 개체 수를 확보하여 수처리의 효율성을 높일 수 있도록 하는 침전 및 여과 기능이 병행되는 수처리 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 침전 및 여과 기능이 병행되는 수처리 장치는 하폐수를 정수 처리하는 수처리 장치로서, 상기 침전 및 여과조(100)에는 구형체 또는 다각면체 형태로 이루어져, 하폐수에 포함된 슬러지가 부착될 수 있도록 공극이 형성된 수중부상형 여재(110)와; 상기 수중부상형 여재(110)를 수용하여 외부 이탈을 방지하는 여재 이탈방지망(115)과; 상기 수중부상형 여재(110)가 수용된 여재 이탈방지망(115)의 하부에 설치되어, 에어 스트리핑을 통하여 수중부상형 여재(110)에 부착된 슬러지를 탈리하는 부착슬러지 역세장치(130)와; 상기 침전 및 여과조(100)의 상부에 설치되어, 수중부상형 여재(110)를 통과한 처리수의 흐름을 균등하게 하여 처리수 이송관(125)을 통해 다음 공정으로 이송시키는 월류웨어장치(140)와; 상기 부착슬러지 역세장치(130)를 통하여 수중부상형 여재(110)에 부착된 슬러지를 탈리하는 역세 과정에서 발생하는 슬러지가 포함된 역세수를 수집하여 외부로 배출하는 역세수 이송장치(120);가 구비되어, 수처리 공정을 단축시켜 간단하면서도 안정적으로 양질의 수질을 확보할 수 있으며, 후단에 별도의 여과기를 설치하지 않아도 되므로 토목 구조물 및 설비를 감소시키고, 초기 투자비 및 평소 운전비용 또한 절감할 수 있도록 제공된다.
본 발명에 따른 침전 및 여과 기능이 병행되는 수처리 장치는 하폐수를 정수 처리하는 수처리 장치로서, 상기 침전 및 여과조(100)에는 구형체 또는 다각면체 형태로 이루어져, 하폐수에 포함된 슬러지가 부착될 수 있도록 공극이 형성된 수중부상형 여재(110)와; 상기 수중부상형 여재(110)를 수용하여 외부 이탈을 방지하는 여재 이탈방지망(115)과; 상기 수중부상형 여재(110)가 수용된 여재 이탈방지망(115)의 하부에 설치되어, 에어 스트리핑을 통하여 수중부상형 여재(110)에 부착된 슬러지를 탈리하는 부착슬러지 역세장치(130)와; 상기 침전 및 여과조(100)의 상부에 설치되어, 수중부상형 여재(110)를 통과한 처리수의 흐름을 균등하게 하여 처리수 이송관(125)을 통해 다음 공정으로 이송시키는 월류웨어장치(140)와; 상기 부착슬러지 역세장치(130)를 통하여 수중부상형 여재(110)에 부착된 슬러지를 탈리하는 역세 과정에서 발생하는 슬러지가 포함된 역세수를 수집하여 외부로 배출하는 역세수 이송장치(120);가 구비되어, 수처리 공정을 단축시켜 간단하면서도 안정적으로 양질의 수질을 확보할 수 있으며, 후단에 별도의 여과기를 설치하지 않아도 되므로 토목 구조물 및 설비를 감소시키고, 초기 투자비 및 평소 운전비용 또한 절감할 수 있도록 제공된다.
Description
본 발명은 하폐수 처리시설 공정 중 일반적인 개념의 침전조 기능에 여과 및 자동 역세 기능을 첨가하여 수행하는 침전조 다목적형 수처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 침전과 여과 기능을 병행하여 수행하는 침전 및 여과조를 통하여 방류수의 부유물 제거 효율을 높이고, 전단계의 폭기조에 많은 미생물 개체 수를 확보하여 수처리의 효율성을 높일 수 있도록 폭기조의 고농도 MLSS(Mixed Liquor Suspended Solid)를 제공할 수 있는 침전 및 여과 기능이 병행되는 수처리 장치에 관한 것이다.
현대 사회에 들어 산업화 및 도시화가 나날이 가속화되고 있으며, 이에 따라 발생하는 환경오염은 현대 사회에서 해결해야 할 큰 문제로 대두되고 있다. 특히 환경 오염원 중 가정이나 공장에서 배출되는 하수, 폐수, 오수 등의 하폐수에는 질소, 인, 유기물 등의 인체에 해로운 성분들이 포함되어 있기 때문에, 이를 정화 처리하여 방류하는 시설이 필수적으로 적용되어야 한다.
이러한 하폐수를 정화 처리하는 수처리 기술은 근래에 들어 많은 발전이 있었는데, 수처리 기술은 하폐수, 고농도유기성폐수, 각종 산업폐수, 비점오염원 저감시설, 중수도, 재이용수 분야 등 많은 분야에 이용되고 있다.
종래 수처리 기술로서 활성슬러지법이나 변법 등이 많이 사용되었는데, 이러한 활성슬러지법이나 변법 등에는 1, 2차 침전조가 필수 공정으로 많은 공정을 차지하고 있다. 하지만, 이러한 방법은 동, 하절기와 하폐수의 유입량에 따라 슬러지의 부상 및 팽화 현상으로 부유물이 유출되어 하천 수계를 오염시키는 경우가 발생하게 되고, 이에 따라 후단 공정에 별도의 여과시설을 설치해야 하는 경제적인 부담과 시설물의 증가로 인한 관리상의 부담도 뒤따르는 문제점이 있다.
이러한 문제점들을 해결하는 여러 수처리 공법 중, 폭기조의 고농도 MLSS((Mixed Liquor Suspended Solid))를 형성, 유지하며, 여과 기능을 겸비한 공법으로 MBR(Membrane) 계열의 수처리 방법이 있다. 그러나 이러한 MBR 계열의 수처리 방법은 초기 투자비도 높을 뿐 아니라 평상시 유지 및 관리가 어렵고, 세밀한 주의가 매우 요구되고, 소모품 개념으로 주기적인 교체를 함으로써 추가적인 시설투자 비용이 계속적으로 발생하는 문제점이 있다.
근래에는 하폐수 처리 방법에 있어 폭기조의 MLSS 조건을 고농도로 유지하는 것이 여러모로 유리하다고 판단하는 추세로서, 고농도 오염 폐수일수록 더욱 폭기조의 고농도 MLSS 형성이 필요하다. 따라서 침전 및 여과기능 및 폭기조의 고농도 MLSS 조건을 형성할 수 있는 시설로써, 단순화와 처리 효율성 및 경제성을 높일 수 있는 수처리 기술의 필요성이 점점 크게 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기 종래 수처리 기술에서 발생하는 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 초기 시설 투자비를 절감할 수 있고, 별도의 여과시설을 설치하지 않아도 부유 물질이 여과 처리된 맑고 깨끗한 처리수를 얻을 수 있으며, 폭기조의 고농도 MLSS를 형성하고, 효율적이고 안정적 운전이 유지되어, 수처리 시설의 전체적인 운영 공정과 호환성이 잘 이루어질 수 있도로 하는 수처리 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 침전 및 여과 기능이 병행되는 수처리 장치는 침전 및 여과 기능이 병행되는 침전 및 여과조를 통하여 하폐수를 정수 처리하는 수처리 장치로서, 상기 침전 및 여과조에는 구형 또는 다각면체 형태로 이루어져, 하폐수에 포함된 슬러지가 부착될 수 있도록 공극이 형성된 수중부상형 여재와; 상기 수중부상형 여재를 수용하여 외부 이탈을 방지하는 여재 이탈방지망과; 상기 수중부상형 여재가 수용된 여재 이탈방지망의 하부에 설치되어, 에어 스트리핑을 통하여 수중부상형 여재에 부착된 슬러지를 탈리하는 부착슬러지 역세장치와; 상기 침전 및 여과조의 상부에 설치되어, 수중부상형 여재를 통과한 처리수의 흐름을 균등하게 하여 처리수 이송관을 통해 다음 공정으로 이송시키는 월류웨어장치와; 상기 부착슬러지 역세장치를 통하여 수중부상형 여재에 부착된 슬러지를 탈리하는 역세 과정에서 발생하는 슬러지가 포함된 역세수를 수집하여 외부로 배출하는 역세수 이송장치;가 구비된다.
상기 수중부상형 여재는 공극율 0.9~0.95, 비중 0.82~0.95, 지름 3mm~10mm의 규격을 갖는 PP재질의 섬유상 여재 또는 천연 목재 재질의 다면체 형상의 여재로 이루어져, 단일 규격 또는 복수 규격이 혼합되어 여재 이탈방지망에 수용된다.
또한, 상기 여재 이탈방지망은 상하부가 격자 형태의 망으로 이루어지고 측면이 분리격판을 통해 구획되어 가로 및 세로가 1m~2m 크기로 이루어지는 복수의 여재 방을 형성하며, 상부에는 여재 방에 수중부상형 여재를 담을 수 있는 개폐 가능한 출입 덮개방이 형성되고, 측면 끝단 및 상하부에 이탈망지망이 형성되어, 상기 여재 방이 구획된 여재 이탈방지망의 내부에는 전체 체적 대비 50~70%의 비율로 수중부상형 여재가 균일하게 분포되어 수용되도록 한다.
상기 부착슬러지 역세장치는 소정 간격으로 다수의 원형 천공이 형성된 배관으로 이루어져, 상부 방향으로 공기가 분출되도록 설치되어 에어 스트리핑을 통하여 상부에 위치하는 수중부상형 여재의 표면에 부착된 슬러지를 제거하며, 상기 배관의 말단에 자동 전동밸브가 설치되어 주기적으로 전동밸브를 개폐시켜 배관 내부를 세척할 수 있도록 한다.
그리고 상기 월류웨어장치는 침전 및 여과조의 용량에 따라 전체 면적을 2~20 등분 이상 나눈 격자 형태의 월류웨어로 이루어지되, 상기 월류웨어는 V자 홈이 연속된 형태로 이루어지며, 침전 및 여과조 최종 배출 부분으로부터 거리가 멀수록 얕고 가까울수록 깊게 형성되어 처리수의 흐름이 균일하게 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 역세수 이송장치는 역세 과정에서 발생한 슬러지를 포함하는 역세수가 수집되는 역세수 수집홈통과, 상기 역세수 수집홈통에 수집되는 역세수를 펌핑하여 역세수 이송관을 통하여 외부로 배출하는 역세수 이송펌프와, 상기 역세수 이송관에 설치되어 개폐되는 역세수 자동 배출밸브를 포함하여 이루어진다.
상기 부착슬러지 역세장치와 역세수 이송장치에 구비된 역세수 이송펌프 및 역세수 배출밸브는, 설정된 주기별 또는 침전 및 여과조에 설치된 수위 센서로부터 침전 및 여과조의 수위가 높아지는 것이 감지되는 경우 구동되어 역세 과정이 수행되도록 한다.
또한, 상기 역세수 이송장치에 구비된 역세수 이송펌프 및 역세수 배출밸브는 부착슬러지 역세장치와 연동하여 구동되되, 상기 부착슬러지 역세장치의 구동에 선행하여 동작하고, 부착슬러지 역세장치의 동작이 완료된 후 후행하여 구동이 정지되어, 역세 과정 중에 역세수가 월류웨어장치를 통하여 월류되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 침전 및 여과조의 중앙 상부에는 외부로부터 물이 유입되는 정류통이 형성되고, 상기 침전 및 여과조의 중앙 하부에는 침전되는 슬러지를 중앙으로 모으는 슬러지수집용 스크래퍼와 상기 슬러지수집용 스크래퍼에 의해 모아지는 슬러지를 수집하여 슬러지농축조로 인발 및 반송하는 슬러지 수집구가 형성되며, 상기 침전 및 여과조의 중앙 상부에는 슬러지수집용 스크래퍼를 구동시키는 슬러지수집용 구동감속기가 설치된다.
다른 한편으로, 상기 장방향 침전 및 여과조의 일측 상부에는 외부로부터 물이 유입되는 정류통이 설치되고, 하부에는 침전되는 슬러지가 수집되어 슬러지농축조 인발 및 반송되는 슬러지 수집구가 형성되며, 상기 침전 및 여과조의 상부에는 벨트를 통하여 구동축과 연결되는 슬러지수집용 구동감속기가 설치되고, 상기 구동축에는 슬러지 인양체인이 복수의 로울러를 통하여 침전 및 여과조 내측을 감싸는 형태로 연결되며, 상기 슬러지 인양체인에는 체인 플레이트가 형성되어, 상기 구동축의 구동에 따라 체인 플레이트가 침전 및 여과조의 바닥에 침전되는 슬러지를 슬러지 수집구로 이송시키게 된다.
본 발명에 따른 수처리 장치는 하나의 장치로 이루어진 침전 및 여과조를 통하여 침전 및 여과 기능을 병행하여 수행하면서 하폐수를 정수 처리함으로써, 후단에 별도의 여과기를 설치하지 않고 수처리 공정을 단축시켜 간단하면서도 안정적으로 수질을 확보할 수 있으며, 침전조 이전 공정인 폭기조의 고농도 MLSS 형성을 제공하여 더욱 효율적으로 하폐수를 처리할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 침전 및 여과조를 자동으로 제어하여 수처리를 수행함으로써 운전이 편리하고, 기존 설치되었던 후단 여과기 대비 전력 소모가 적고 유지관리가 용이하며, 미생물의 고농도를 유도할 수 있기 때문에 폭기조 용량 감소 및 가압수조 등이 생략되어 종래 시설 부지에 비해 작은 부지에서도 설치가 가능하여 시설투자비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 침전 및 여과 기능이 병행되는 수처리 장치인 침전 및 여과조의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 침전 및 여과조의 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 침전 및 여과조의 부분 수평 평단면도,
도 4는 본 발명에 따른 수중부상형 여재의 형상 일례,
도 5는 본 발명에 따른 여재 이탈방지망의 일례,
도 6은 본 발명에 따른 부착슬러지 역세장치의 구조도,
도 7은 본 발명에 따른 월류웨어장치의 설치 개념도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 장방형 침전 및 여과조의 구성도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 장방형 침전 및 여과조의 측단면도,
도 10은 본 발명에 따른 침전 및 여과조의 현장적용 실제 사진을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 침전 및 여과조의 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 침전 및 여과조의 부분 수평 평단면도,
도 4는 본 발명에 따른 수중부상형 여재의 형상 일례,
도 5는 본 발명에 따른 여재 이탈방지망의 일례,
도 6은 본 발명에 따른 부착슬러지 역세장치의 구조도,
도 7은 본 발명에 따른 월류웨어장치의 설치 개념도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 장방형 침전 및 여과조의 구성도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 장방형 침전 및 여과조의 측단면도,
도 10은 본 발명에 따른 침전 및 여과조의 현장적용 실제 사진을 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 수처리 장치에는 침전 및 여과 기능이 병행되는 하나의 침전 및 여과조가 구비되어 침전 및 여과 기능이 동시에 수행될 수 있도록 구성되는데, 이러한 침전 및 여과조는 용도와 용량에 따라 원형, 장방형, 정사각형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원형 또는 사각형으로 이루어지는 침전 및 여과조의 구성도이고, 도 2는 침전 및 여과조의 최상부 평면도이며, 도 3은 침전 및 여과조의 역세장치 평면도를 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 침전 및 여과조(100)의 중앙 상부에는 외부로부터 정수 처리되어야 하는 물이 유입되는 정류통(151)이 형성되는데, 이 정류통(151)을 통하여 유입되는 물은 침전 및 여과조(100) 내부를 채우게 되고, 침전 및 여과조(100)를 채우는 물에 포함된 비중이 높은 농축슬러지는 하부로 침전된다. 또한, 상기 침전 및 여과조(100)의 하부에는 침전되는 농축슬러지를 중앙으로 모으는 슬러지수집용 스크래퍼(152)가 형성되는데, 이 슬러지수집용 스크래퍼(152)는 정류통(151)의 상부에 설치되는 슬러지수집용 구동감속기(150)에 의해 구동되어 회전하면서 바닥에 침전되는 농축슬러지를 모아 중앙으로 수집하게 된다. 또한, 상기 슬러지수집용 스크래퍼(152)의 중앙 하부에는 슬러지 수집구(153)가 형성되는데, 이 슬러지 수집구(153)에 수집되는 농축슬러지는 슬러지 인발펌프에 의해 슬러지 농축조로 인발 또는 반송하게 된다.
한편, 상기 침전 및 여과조(100)의 상부에는 하폐수에 포함된 부유물이 부착될 수 있도록 공극이 형성된 수중부상형 여재(110)와, 상기 수중부상형 여재(110)를 수용하여 외부 이탈을 방지하는 여재 이탈방지망(115)과, 상기 여재 이탈방지망(115)의 하부에 설치되어 에어 스트리핑을 통하여 수중부상형 여재(110)에 부착된 슬러지를 탈리하는 부착슬러지 역세장치(130)와, 상기 여재 이탈방지망(115)의 상부에 설치되어 수중부상형 여재(110)를 통과한 처리수의 흐름을 균등하게 하여 처리수 이송관을 통하여 다음 공정으로 이송시키는 월류웨어장치(140)가 구비된다.
또한, 침전 및 여과조(100)의 상부 측면에는 부착슬러지 역세장치(130)의 에어 스트리핑에 의해 수중부상형 여재(110)로부터 탈리되는 슬러지가 포함된 역세수를 수집하여 외부로 이송하는 역세수 이송장치(120)가 구비되는데, 이 역세수 이송장치(120)에는 역세수가 모아져 수집되는 역세수 수집홈통(122)과, 이 역세수 수집홈통(122)에 수집된 역세수를 역세수 이송관을 통하여 외부로 이송시키는 역세수 이송펌프(121) 및 수위센서(262)가 구비된다.
상기의 구성으로 이루어지는 침전 및 여과조(100)는 정류통(151)을 통하여 유입되는 물에 포함된 슬러지가 침전되어, 슬러지수집용 구동감속기(150)에 의해 구동되는 슬러지수집용 스크래퍼(152)에 의해 슬러지 수집구(153)로 수집되어 외부로 배출하게 된다. 또한, 유입되는 물의 상등수는 부유물이나 협잠물 등의 슬러지가 여재 이탈방지망(115)에 수용된 수중부상형 여재(110)를 통하여 여과 처리된 후, 상부의 월류웨어장치(140)를 통하여 처리수 이송관(125)으로 배출되게 된다.
한편, 수중부상형 여재(110)에 부착된 슬러지는 역세장치(130)의 에어스트리핑을 통하여 여재(110)로부터 분리되어 역세수와 함께 역세수 수집홈통(122)으로 수집된 후, 역세수 이송펌프(121)의 구동에 의해 역세수 이송관(123)으로 통하여 유량조 또는 슬러지 농축조로 이송되게 된다, 이때, 역세장치(130)가 구동되는 역세 시점은 정규화된 시간이나 하루 단위의 역세 타임 등의 설정 시간별, 또는 부유물로 인한 여재(110) 막힘으로 수위가 높아져 침전 및 여과조(100)에 설치된 수위 센서(262))로부터 수위 변동이 감지되는 경우 자동으로 동작될 수 있다. 상기의 조건에 따라 자동 역세가 이루어지는 경우, 먼저 연속 운전이 진행되면서 역세수 이송펌프(121)가 가동된 후, 약 십여 초 후 역세장치(130)의 에어 스트리핑이 10~60초(역세수가 모두 배출되는 양을 산출하여 정해짐) 진행된다. 이러한 역세가 이루어지는 시간 동안은 역세수가 역세수 이송관을 통해 외부로 배출되기 때문에 월류웨어장치(140)를 통하여 방류수조로 월류가 발생하지 않게 된다.
이하에서는 상기 침전 및 여과조(100)에 구비된 수중부상형 여재(110)와 여재 이탈방지망(115), 부착슬러지 역세장치(130) 및 월류웨어장치(140)에 대하여 보다 자세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수중부상형 여재의 형상을 나타낸 것으로, 도 4의 (a)는 물에 부상하며 반영구적 사용이 가능한 폴리프로필렌(PP) 섬유 재질로 이루어져 하폐수 처리용으로 사용되는 구형체 형상의 수중부상형 여재 일례이고, 도 4의 (b)는 편백나무나 코르코(cork)나무 등 천연 목재 재질로 이루어진 정육면체 내지 정십이면체 형상의 여재 일례를 나타낸 것이다.
본 발명의 실시예에서 여재(100)는 이러한 PP 재질 또는 천연 목재 재질로 이루어지는 여재(110)로써 슬러지의 효율적인 부착을 위하여 PP 재질의 섬유상 여재는 공극율이 0.9~0.95로 형성되고, 물에 부상하기 위해 비중이 0.82~0.95로 형성되며, 규격은 지름 3mm~10mm로 이루어진다. 상기의 구성으로 이루어지는 구형체의 수중부상형 섬유상 여재(110) 또는 천연 목재 재질로 이루어지는 정다면체의 여재(110)는 여러 단위 구형체나 정다면체를 유입수의 성상(하폐수, 상수도)과 목적에 따라서 단위별로 동일 규격 또는 여러 규격을 혼합하여 사용하게 된다.
상기 여재(110)에 부착되는 슬러지는 부착슬러지 역세장치(130)를 통한 에어 스트리핑에 의해 분리되어 역세수로서 슬러지 농축조 또는 유량조로 배출되게 된다. 종래 일반적인 여과개념 장치의 공통적인 문제가 장치 내부의 역세수 과다와 역세가 충분하지 못한 상태로 유지되는 경우가 많다는 것인데, 본 발명에서는 침전 및 여과조(100)의 역세가 공기로 하는 방식과 장치의 설치 위치 및 수위 선정 특성으로 인하여 소량의 역세수가 발생하여, 종래 일반적인 여과개념 장치(사여과기, 섬유상여과기)의 역세수 발생량에 비해 10배 이상의 역세수 발생 절감이 가능하게 된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 여재 이탈방지망의 일례를 나타낸 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 여재 이탈방지망(115)은 여재(110)를 내측에 수용하여 이탈을 방지하기 위한 장치이다. 상기 여재 이탈방지망(115)은 상하부가 격자 형태의 망으로 이루어지는데, 상부 망에는 여재(110)를 충전 또는 점검할 수 있도록 개폐 가능한 출입 덮개방(116)이 형성된다. 상기 상부 망 및 하부 망은 평면상 가로, 세로 1~2m 간격으로 망 상부에서 하부 수직 방향으로 분리격판 및 이탈방지망을 통해 구분되어 복수의 여재 방을 구획하여 여재(110)의 균일한 분포를 유도할 수 있도록 구성된다.
이와 같이 복수의 여재 방이 구획된 여재 이탈방지망(115) 내부에는 전체 체적 대비 50~70%로 여재(110)가 충전되며, 충전된 여재(110)는 수중 부상 특성에 따라 부착슬러지 역세장치(130)에 의한 에어 스트리핑시 원활한 회전운동이 이루어져 폐생물막 등의 슬러지가 탈리되고 여재(110) 간 상호 위치 이동이 원활하게 이루어지게 된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 부착슬러지 역세장치의 구조를 나타낸 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 부착슬러지 역세장치(130)는 에어 스트리핑을 통하여 여재(110)에 부착된 슬러지를 탈리하는 장치이다. 본 발명의 실시예에서 부착슬러지 역세장치(130)는 처리 규모와 용량에 따라 50A~100A 스텐레스 배관에 2~4mm의 원형 천공을 20~40cm 간격으로 형성하여 상부 방향으로 공기가 분출되도록 설치되는데, 배관의 말단에 하부 방향으로 자동 전동밸브를 설치하여 배관 내부의 주기적인 자동 세척이 이루어질 수 있도록 구성된다.
상기의 구성으로 이루어진 부착슬러지 역세장치(130)는 여재(110)에 슬러지가 부착되는 경우 송풍기로부터 공급되는 짧은 시간의 에어 스트리핑을 통하여 매우 쉽게 99% 이상의 탈리 효과를 낼 수 있게 된다. 이러한 탈리 횟수는 필요에 따라 일일 1~6회 자동으로 운전 가능하며, 점도가 높은 하폐수의 경우에는 횟수를 늘려 운전하고, 점도가 낮은 하폐수의 경우에는 횟수를 줄여서 운전할 수 있다. 또한, 역세장치(130) 배관의 최말단에 자동 배출밸브를 설치하여 공기가 공급되는 배관 내부에 막힘이 없도록 하여 내부 이물질 제거가 용이하게 이루어지게 할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 상기 부착슬러지 역세장치(130)는 도 3에 도시된 것처럼 'ㄷ'자 형태로 이루어진 배관이 복수개 배열되는 구조로 설치된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 월류웨어장치의 설치 개념도를 나타낸 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 월류웨어장치(140)는 침전 및 여과조(100)의 상부에 설치되어 여재(110)를 통과한 처리수의 흐름을 균등하게 하여 최종배출구에 연결되는 처리수 이송관을 통해 다음 공정으로 이송되도록 하는 장치이다. 일반적으로, 처리수의 이동시 대용량이고 수면 표면적이 넓을수록 후속 공정으로의 이동시 편중된 흐름이 발생할 우려가 있기 때문에, 본 발명에서는 이를 방지하고자 V자 홈의 연속된 월류웨어장치(140)를 상부에 설치하여, 처리수 이동이 균등하게 이루어질 수 있도록 하고 있다.
상기 월류웨어장치(140)에는 용량에 따라 전체 면적을 2~20등분 이상의 격자 형태로 구분하는 복수의 월류웨어로 이루어지는데, 최종 배출 부분으로부터 가장 멀리 위치한 부분은 상대적으로 얕게 하고 최종 배출 부분에 가까워질수록 깊게 설치하여 전체적인 처리수의 흐름을 원할히 이루어질 수 있도록 하였다.
상기의 구성으로 이루어진 침전 및 여과조(100)는 침전 및 여과 기능을 동시에 수행하여, 유입되는 물에 포함되는 농축슬러지는 하부의 슬러지 수집구(153)를 통하여 슬러지농축조로 인발 및 반송하고, 상등수 물에 포함된 부유물질은 여재(110)를 통하여 여과시켜 깨끗한 처리수를 방류조로 배출하며, 여재(110)에 부착되는 슬러지는 역세장치(130)를 통하여 분리시켜 역세수로서 슬러지농축조 또는 유량조로 배출하게 된다.
상술한 본 발명에 따른 침전 및 여과조(100)는 처리 용량이나 설치 규모에 따라 다양한 형태로 변형되어 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 장방향 침전 및 여과조의 구성도이고, 도 9는 장방향 침전 및 여과조의 측단면도를 나타낸 것이다.
도 8과 도 9에 도시된 침전 및 여과조(100)는 정수 처리 용량이 큰 대규모 장방형 침전 및 여과조로서, 이 침전 및 여과조(100)의 장방형 구조체(265)의 상부 중앙부에는 유입되는 물을 정수 처리하기 위한 수중부상형 여재(110)와, 상기 여재(110)를 수용하는 여재 이탈방지망(115)과, 상기 여재(110)에 부착된 슬러지를 에어스트리핑을 통하여 탈리하는 부착슬러지 역세장치(130)와, 월류웨어 격판(264) 사이에 설치되는 월류웨어장치(140)가 설치된다. 또한, 설계 용량에 따라 상부의 중앙 및 좌, 우에는 역세수 이송장치(120)가 설치되는데, 이 역세수 이송장치(120)에는 역세수를 수집하는 역세수 수집홈통(122)과, 상기 역세수 수집홈통(122)에 수집되는 역세수를 역세수 이송관(123)을 통하여 외부로 배출하는 역세수 배출밸브(124)가 구비된다. 한편, 상기 여재(110)를 통하여 정수 처리된 물은 월류웨어장치(140)를 통과한 후 처리수 이송관(125)으로 이송된다.
또한, 상기 침전 및 여과조(100)의 일측 상부에는 외부로부터 정수 처리되어야 할 물이 유입되는 정류통(263)이 설치되고, 바닥에는 농축슬러지가 수집되는 슬러지 수집구(260)가 형성되는데, 이 슬러지 수집구(260)에 수집되는 농축슬러지는 슬러지 인발펌프(261)를 통하여 외부의 슬러지 농축조로 인발 및 반송된다.
또한, 상기 침전 및 여과조(100)에는 수위 센서(262)가 설치되어, 여재의 막힘으로 침전 및 여과조(100)의 수위가 기준 수위를 넘는 경우, 자동역세 과정이 수행되여 역세수가 역세수 이송관(123)을 통하여 외부로 배출되도록 함으로써 수위가 조절될 수 있도록 한다. 이때 상기 역세수가 이송되는 역세수 이송관(123)에는 역세수 자동 배출밸브(124)가 구비되어, 이 역세수 배출밸브(124)의 조절을 통하여 역세수 배출 시점 및 양이 조절될 수 있다.
한편, 침전 및 여과조(100)의 일측 상부에는 슬러지수집용 구동감속기(150)가 설치되는데, 이 슬러지수집용 구동감속기(150)는 벨트를 통하여 구동축(251)과 연결되어 구동축(251)을 회전시키게 된다. 상기 구동축(251)에는 슬러지 인양체인(252)이 연결되는데, 이 슬러지 인양체인(252)은 복수의 로울러를 통하여 침전 및 여과조(100) 내측을 감싸는 형태로 연결되어 구동축(251)의 구동에 따라 침전 및 여과조(100)의 내측에서 회전하게 된다. 즉, 상기 슬러지 인양체인(252)은 정류통(263)과 월류웨어 격판(264) 사이, 그리고 반대편 월류웨어 격판(264)과 구조체(265)와의 사이에서 작동되게 된다. 또한, 상기 슬러지 인양체인(252)에는 체인 플레이트(253)가 설치되는데, 이 체인 플레이트(253)는 슬러지 인양체인(252)이 침전 및 여과조(100)의 바닥 상부에서 이동될 때 침전 및 여과조(100)의 바닥에 접촉하여 이동함으로써, 침전 및 여과조(100)의 바닥으로 침전되는 농축슬러지를 긁어 모아 슬러지 수집구(260)로 이송시키게 된다.
상기의 구성으로 이루어지는 침전 및 여과조(100)는 정류통(263)을 통하여 유입되는 물의 상등수는 여재(110)를 통하여 여과 처리한 후 월류웨어장치(140)를 통하여 처리수 이송관(125)으로 배출하여 다음 공정(방류조)으로 이송시킨다.
상기 기술된 원형/사각형 침전 및 여과조에서의 여재 특성, 여재 이탈방지망, 역세장치 원리, 월류웨어 개념은 장방향 침전 및 여과조에서도 중복되어 적용된다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 침전 및 여과조가 실제 설치된 현장 사진 일례를 나타낸 것으로, 본 발명에서는 침전 및 여과 기능을 동시에 병행하여 수행하는 침전 및 여과조(100)를 통하여 최종 방류수 부유물을 효율적으로 제거하고, 폭기조의 고농도 MLSS를 제공하여 많은 미생물 개체 수를 확보함으로써 수처리의 효율성을 높일 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 침전 및 여과조는 처리 용량이나 설치 규모 등에 따라 적절하게 변경될 수 있는 것으로, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구 범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
100 : 침전 및 여과조 110 : 수중부상형 여재
115 : 여재 이탈방지망 116 : 출입 덮개방
120 : 역세수 이송장치 121 : 역세수 이송펌프
122 : 역세수 수집홈통 123 : 역세수 이송관
124 : 역세수 배출밸브 125 : 처리수 이송관
130 : 역세장치 140 : 월류웨어장치
150 : 슬러지수집용 구동감속기 151 : 정류통
152 : 슬러지수집용 스크래퍼 153 : 슬러지 수집구
250 : 슬러지수집용 구동감속기 251 : 구동축
252 : 슬러지 인양체인 253 : 체인 플레이트
260 : 슬러지 수집구 261 : 슬러지 인발펌프
262 : 수위 센서 263 : 정류통
264 : 월류웨어 격판 265 : 구조체
115 : 여재 이탈방지망 116 : 출입 덮개방
120 : 역세수 이송장치 121 : 역세수 이송펌프
122 : 역세수 수집홈통 123 : 역세수 이송관
124 : 역세수 배출밸브 125 : 처리수 이송관
130 : 역세장치 140 : 월류웨어장치
150 : 슬러지수집용 구동감속기 151 : 정류통
152 : 슬러지수집용 스크래퍼 153 : 슬러지 수집구
250 : 슬러지수집용 구동감속기 251 : 구동축
252 : 슬러지 인양체인 253 : 체인 플레이트
260 : 슬러지 수집구 261 : 슬러지 인발펌프
262 : 수위 센서 263 : 정류통
264 : 월류웨어 격판 265 : 구조체
Claims (10)
- 구형 또는 다각면체 형태로 이루어져 하폐수에 포함된 슬러지가 부착될 수 있도록 공극이 형성된 수중부상형 여재(110)와; 상기 수중부상형 여재(110)를 수용하여 외부 이탈을 방지하는 여재 이탈방지망(115)과; 상기 수중부상형 여재(110)가 수용된 여재 이탈방지망(115)의 하부에 설치되어 에어 스트리핑을 통하여 수중부상형 여재(110)에 부착된 슬러지를 탈리하는 부착슬러지 역세장치(130)와; 침전 및 여과조(100)의 상부에 설치되어 수중부상형 여재(110)를 통과한 처리수의 흐름을 균등하게 하여 처리수 이송관(125)을 통해 다음 공정으로 이송시키는 월류웨어장치(140)와; 상기 부착슬러지 역세장치(130)를 통하여 수중부상형 여재(110)에 부착된 슬러지를 탈리하는 역세 과정에서 발생하는 슬러지가 포함된 역세수를 수집하여 외부로 배출하는 역세수 이송장치(120);가 구비된 침전 및 여과조(100)를 통하여 침전 및 여과 기능을 병행하여 하폐수를 정수 처리하는 수처리 장치로서,
상기 역세수 이송장치(120)는 역세 과정에서 발생한 슬러지를 포함하는 역세수가 수집되는 역세수 수집홈통(122)과, 상기 역세수 수집홈통(122)에 수집되는 역세수를 펌핑하여 역세수 이송관(123)을 통하여 외부로 배출하는 역세수 이송펌프(121)와, 상기 역세수 이송관(123)에 설치되어 개폐되는 역세수 배출밸브(124)를 포함하며,
상기 역세수 이송펌프(121) 및 역세수 배출밸브(124)는 부착슬러지 역세장치(130)와 연동하여 구동되되, 상기 부착슬러지 역세장치(130)의 에어스트리핑에 선행하여 동작하고, 부착슬러지 역세장치(130)의 에어스트리핑 동작이 완료된 후 후행하여 구동이 정지되어, 역세 과정 중에 역세수가 월류웨어장치(140)를 통하여 월류되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 수중부상형 여재(110)는 공극율 0.9~0.95, 비중 0.82~0.95, 지름 3mm~10mm의 규격을 갖는 폴리프로필렌(PP) 재질의 구형체 섬유상 여재 또는 정육면체 내지 정십이면체 형상의 천연 목재 재질 여재로 이루어져, 동일 규격 또는 복수 규격이 혼합되어 여재 이탈방지망(115)에 수용되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 여재 이탈방지망(115)은
상하부가 격자 형태의 망으로 이루어지고 측면이 분리격판을 통해 구획되어 가로 및 세로가 1m~2m 크기로 이루어지는 복수의 여재 방을 형성하며, 상부에는 여재 방에 수중부상형 여재(110)를 담을 수 있는 개폐 가능한 출입 덮개방(116)이 형성되고, 상·하부 및 측면에 이탈망지망이 형성되어,
상기 여재 방이 구획된 여재 이탈방지망(115)의 내부에는 전체 체적 대비 50~70%의 비율로 수중부상형 여재(110)가 균일하게 분포되어 수용되도록 하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 부착슬러지 역세장치(130)는
소정 간격으로 다수의 원형 천공이 형성된 배관으로 이루어져, 상부 방향으로 공기가 분출되도록 설치되어 에어 스트리핑을 통하여 상부에 위치하는 수중부상형 여재(110)의 표면에 부착된 슬러지를 제거하며, 상기 배관의 말단에 전동밸브가 설치되어 주기적으로 전동밸브를 개폐시켜 배관 내부를 세척할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 월류웨어장치(140)는
상기 침전 및 여과조(100)의 용량에 따라 전체 면적을 2~20 등분 이상 나눈 격자 형태의 월류웨어로 이루어지되, 상기 월류웨어는 V자 홈이 연속된 형태로 이루어지며, 침전 및 여과조(100)의 최종 배출 부분으로부터 거리가 멀수록 얕고 가까울수록 깊게 형성되어 처리수의 흐름이 균일하게 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 부착슬러지 역세장치(130)와 역세수 이송장치(120)에 구비된 역세수 이송펌프(121) 및 역세수 배출밸브(124)는, 설정된 주기별 또는 침전 및 여과조(100)에 설치된 수위 센서(262)로부터 침전 및 여과조(100)의 수위가 높아지는 것이 감지되는 경우 구동되어, 역세 과정이 수행되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 침전 및 여과조(100)는 원형 또는 사각형 형태로 이루어져, 중앙 상부에는 외부로부터 물이 유입되는 정류통(151)이 형성되고,
상기 침전 및 여과조(100)의 중앙 하부에는 침전되는 슬러지를 중앙으로 모으는 슬러지수집용 스크래퍼(152)와, 상기 슬러지수집용 스크래퍼(152)에 의해 모아지는 슬러지를 수집하여 외부로 반송하는 슬러지 수집구(153)가 형성되며,
상기 침전 및 여과조(100)의 중앙 상부에는 슬러지수집용 스크래퍼(152)를 구동시키는 슬러지수집용 구동감속기(150)가 설치된 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 구형 또는 다각면체 형태로 이루어져 하폐수에 포함된 슬러지가 부착될 수 있도록 공극이 형성된 수중부상형 여재(110)와; 상기 수중부상형 여재(110)를 수용하여 외부 이탈을 방지하는 여재 이탈방지망(115)과; 상기 수중부상형 여재(110)가 수용된 여재 이탈방지망(115)의 하부에 설치되어 에어 스트리핑을 통하여 수중부상형 여재(110)에 부착된 슬러지를 탈리하는 부착슬러지 역세장치(130)와; 침전 및 여과조(100)의 상부에 설치되어 수중부상형 여재(110)를 통과한 처리수의 흐름을 균등하게 하여 처리수 이송관(125)을 통해 다음 공정으로 이송시키는 월류웨어장치(140)와; 상기 부착슬러지 역세장치(130)를 통하여 수중부상형 여재(110)에 부착된 슬러지를 탈리하는 역세 과정에서 발생하는 슬러지가 포함된 역세수를 수집하여 외부로 배출하는 역세수 이송장치(120);가 구비된 침전 및 여과조(100)를 통하여 침전 및 여과 기능을 병행하여 하폐수를 정수 처리하는 수처리 장치로서,
상기 침전 및 여과조(100)는 장방형 형태로 이루어져, 일측 상부에는 외부로부터 물이 유입되는 정류통(263)이 설치되고, 하부에는 침전되는 슬러지가 수집되어 외부로 배출되는 슬러지 수집구(260)가 형성되며,
상기 침전 및 여과조(100)의 상부에는 벨트를 통하여 구동축(251)과 연결되는 슬러지수집용 구동감속기(250)가 설치되고, 상기 구동축(251)에는 슬러지 인양체인(252)이 복수의 로울러를 통하여 침전 및 여과조(100) 내측을 감싸는 형태로 연결되어 상기 정류통(263)과 월류웨어 격판(264) 사이 또는 반대편 월류웨어 격판(264)과 구조체(265) 사이에서 작동하며, 상기 슬러지 인양체인(252)에는 체인 플레이트(253)가 형성되어, 상기 구동축(251)의 구동에 따라 체인 플레이트(253)가 침전 및 여과조(100)의 바닥에 침전되는 슬러지를 슬러지 수집구(260)로 이송시키는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
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