KR101905447B1

KR101905447B1 - 이동식 오폐수 처리장치

Info

Publication number: KR101905447B1
Application number: KR1020180060795A
Authority: KR
Inventors: 백운철
Original assignee: (주)씨앤씨엔텍
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2018-05-29
Publication date: 2018-11-28

Abstract

본 발명은 막 시트에 배출 유도부에서부터 출수관 연결꼭지까지 앞면과 뒷면에서 처리된 물이 섞이지 않도록 분리판을 구비함으로써, 어느 일면의 막에 손상이 있어도 바로 교체 없이도 여과된 처리수의 오염을 방지할 수 있고, 이동 가능한 컨테이너 내에서 반송조를 통해 무산소조로 반송시키며 반복적으로 탈질소화시키고 동일한 3WAY 전동밸브를 통해 인(P)을 과잉섭취시킨 슬러지는 슬러리 탱크로 보내고, 처리수를 활용하여 탈수기에서 탈수케익까지 얻을 수 있는 완전한 이동식 오폐수 처리장치를 제공한다.

Description

이동식 오폐수 처리장치{MOBILE WASTEWATER TREATMENT SYSTEM}

본 발명은 오폐수 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 트레일러 위에 설치되거나 차량으로 이동시켜 설치할 수 있는 이동식 오폐수 처리장치에 관한 것이다.

이동식 오폐수 처리장치는 건설공사현장 등 일시적으로 많은 사람이 모이는 장소에서 발생하는 오폐수, 재이용수 등을 정화하기 위해 컨테이너 속에 설치되어 이동 가능한 형태로 개발되어 왔다.

그 중에 한국 특허공개번호 특2001-0081291호 및 등록특허 제10-1591790호 등이 있다. 전자에는 오폐수를 여과하는 멤브레인필터가 배치된 여과조가 개시되어 있고, 후자에는 유동미디어로 상하 2단의 에어버블을 통해 안티파울링 기능을 수행하는 기술이 개시되어 있다.

그러나 상기 기술에는 아직 이동 가능한 컨테이너 속에 폴리머로 고형물을 얻어 탈수케익까지 얻는 완전한 시스템을 구성하지 못하고 있고, 처리수를 재활용하는 구성에 이르지 못하고 있다.

또한, 종래 막분리조 내에 구비되는 막 시트는 앞뒤 양면의 이중막으로 되어 있으나, 양면으로 여과된 처리수는 앞뒤 관통된 배출 유도부에 모여 상단의 출수관 연결꼭지를 통해 출수관으로 배출된다. 이에 따라, 어느 일면의 막이 찢어지는 등 손상이 있게 되면, 이를 제때 확인하여 막 시트를 교체해야 하는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 어느 일면의 막에 손상이 있어도 여과된 처리수의 오염을 방지할 수 있는 막 시트를 제안하고, 이를 사용하여 반송조를 통해 무산소조로 반송시키며 반복적으로 탈질소화시키고 동일한 3WAY 전동밸브를 통해 인(P)을 과잉섭취시킨 슬러지는 슬러리 탱크로 보내고, 처리수를 활용하여 탈수기에서 탈수케익까지 얻을 수 있는 완전한 이동식 오폐수 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 이동식 오폐수 처리장치는 이동 가능한 컨테이너 내에 구획된 무산소조, 막분리조 및 처리수조를 포함하여 구성된 이동식 오폐수 처리장치에 있어서, 상기 막분리조와 상기 처리수조 사이에는 반송조가 더 구비되고, 상기 막분리조의 일측 측벽을 상기 무산소조와 상기 반송조가 공유하고, 상기 막분리조와 상기 무산소조가 공유하는 측벽의 상부에는 상측 개방구가, 상기 막분리조와 상기 반송조가 공유하는 측벽의 하부에는 하측 개방구가 각각 형성되고, 상기 반송조에서 펌핑된 물은 3WAY 전동밸브를 통해 상기 무산소조 및 상기 컨테이너 내에 구비된 슬러리 탱크 중 하나로 유입되도록 구성되고, 상기 막분리조는 복수 개의 막 시트가 체결된 막 유니트가 침지되고, 상기 막 유니트의 입수관을 통해 나온 처리수는 막처리수펌프와 소정의 제어밸브를 통해 상기 처리수조와 상기 슬러리 탱크 쪽으로 유입되도록 구성되고, 상기 복수 개의 막 시트의 각각은 양면에 대칭적으로 복수 개의 수직 수로 홈, 상기 복수 개의 수직 수로 홈의 상단에서 만나는 수평 수로 홈, 상기 수평 수로 홈에 수직하게 연통되는 배수 홈 및 상기 배수 홈의 상단에 반대 면의 배수 홈의 상단과 만나는 배출 유도부가 형성된 분리막 본체; 상기 분리막 본체의 상단에 상기 배출 유도부와 연통 되도록 형성된 수직 관통공과 상기 수직 관통공과 연접하여 수직하게 돌출 형성된 출수관 연결꼭지; 및 상기 배출 유도부에서 반대 면의 배수 홈으로 유입된 물과 만나지 않도록 상기 배출 유도부부터 상기 수직 관통공과 상기 출수관 연결꼭지의 내부를 상기 분리막 본체의 면과 평행한 방향으로 분리하는 분리판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 분리판은 상기 배출 유도부를 이루는 단턱에서 연장되어 상기 분리막 본체와 일체로 또는 별도의 판부재를 상기 출수관 연결꼭지부터 상기 수직 관통공을 지나 상기 배출 유도부를 이루는 단턱까지 꽂아 분리시킨 것을 본 발명에 의한 이동식 오폐수 처리장치의 다른 특징으로 한다.

상기 출수관 연결꼭지의 상부에는 거름망 부재와 상기 거름망 부재를 상기 출수관 연결꼭지의 상부에 고정시키는 수단을 더 구비한 것을 본 발명에 의한 이동식 오폐수 처리장치의 다른 특징으로 한다.

상기 복수 개의 막 시트의 각각은 상기 분리막 본체를 사이에 두고 앞뒷면이 모두 활성탄 코팅된 부직포와 상기 부직포 위를 덮으며 상기 분리막 본체 가장자리에 압 고정된 필터를 더 포함하여 구성된 것을 본 발명에 의한 이동식 오폐수 처리장치의 다른 특징으로 한다.

상기 무산소조는 일측에 수직봉이 더 구비되고, 상기 수직봉에는 무산소교반기가 상기 수직봉을 따라 상하 이동 가능하며 상기 수직봉에 수직이게 체결되고, 상기 막분리조에는 수위 센서, MLSS 계측기, DO 계측기를 포함한 제어센서가 더 구비되고, 상기 컨테이너의 일측 모서리에는 상기 제어센서와 연결된 제어부가 더 구비되고, 상기 3WAY 전동밸브는 상기 제어부에 의하여 상기 MLSS 계측기로부터 일정 허용범위 이내로 들어올 때까지 상기 펌핑된 물을 상기 무산소조로 반송시키도록 동작하고, 상기 허용범위를 초과하게 되면 상기 슬러리 탱크로 유입되도록 동작하는 것을 본 발명에 의한 이동식 오폐수 처리장치의 다른 특징으로 한다.

상기 슬러리 탱크 쪽으로 유입된 처리수는 3개 관로로 분기되어, 상기 3개 관로 중 하나는 상기 폴리머 탱크의 유입구로 들어가도록 구성되고, 상기 슬러리 탱크 및 상기 폴리머 탱크는 소정의 배수관로에 연결되고, 상기 배수관로는 상기 컨테이너 밖에 구비되어 상기 무산소조에 오폐수를 공급하는 유량조정조에 연결되고, 상기 3개 관로 중 나머지 2개는 상기 슬러리 탱크의 제 1 출구와 상기 슬러리 펌프 사이 및 상기 슬러리 펌프와 상기 탈수기의 유입구 사이의 제 1 분기로 각각 들어가도록 구성되고, 상기 슬러리 탱크는 제 2 출구로, 상기 슬러리 펌프와 상기 탈수기의 유입구 사이는 제 2 분기로 그리고 상기 폴리머 탱크는 제 2 출구로 각각 소정의 밸브를 통해, 상기 탈수기의 출구는 바로 상기 배수관로에 연결된 것을 본 발명에 의한 이동식 오폐수 처리장치의 다른 특징으로 한다.

상기 컨테이너는 소정의 바닥을 갖는 직육면체 구조물로 길이방향의 좌우 측벽에는 하나 이상의 창문이, 상기 좌우 측벽 중 하나에는 제 1 출입문이, 전방 측벽에는 제 2 출입문이 각각 구비되고, 상기 막분리조는 상기 컨테이너의 후방 측벽으로부터 상기 길이방향으로 상기 바닥 상에 4개 측벽으로 구성되고, 상기 무산소조와 상기 반송조는 상기 막분리조의 일 측벽을 공유하며 상기 후방 측벽으로부터 상기 길이방향으로 순차 구비되고, 상기 처리수조는 상기 반송조 및 상기 무산소조의 일 측벽을 공유하고, 상기 탈수기는 상기 제 2 출입문에 가까이 배치하고, 상기 슬러리 탱크 및 상기 폴리머 탱크는 상기 탈수기와 상기 막분리조 사이에 배치하고, 상기 배수관로는 상기 무산소조로 오폐수를 유입하는 유입관과 나란히 함께 상기 전방 측벽을 관통하여 외부로 노출된 것을 본 발명에 의한 이동식 오폐수 처리장치의 다른 특징으로 한다.

상기 컨테이너의 지붕에는 상기 탈수기의 옆 바닥과 연결된 계단이 구비되고 상기 막분리조 및 상기 무산소조 위의 부분은 복수 개의 절개 홈이나 망상 구조로 되고, 상기 지붕에 상기 막분리조에 미생물을 공급하거나 상기 복수 개의 막 시트를 세정하기 위한 세정액을 공급하는 세정탱크, 상기 막 유니트의 산기관에 공기를 주입하거나 세정하기 위한 막세정 송풍기 및 상기 막처리수펌프가 배치된 것을 본 발명에 의한 이동식 오폐수 처리장치의 다른 특징으로 한다.

본 발명은 막 시트에 배출 유도부에서부터 출수관 연결꼭지까지 앞면과 뒷면에서 처리된 물이 섞이지 않도록 분리판을 구비함으로써, 어느 일면의 막에 손상이 있어도 바로 교체 없이도 여과된 처리수의 오염을 방지할 수 있고, 이동 가능한 컨테이너 내에서 반송조를 통해 무산소조로 반송시킴으로써, 반복적으로 탈질소화시킬 수 있으며, 동일한 3WAY 전동밸브를 통해 인(P)을 과잉섭취시킨 슬러지는 슬러리 탱크로 보내고, 처리수를 활용하여 탈수기에서 탈수 케익까지 얻을 수 있는 완전한 이동식 오폐수 처리장치를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 이동식 오폐수 처리장치를 트레일러 위에 설치하여 이동하는 모습을 보인 사용 상태도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 이동식 오폐수 처리장치를 설치 후 지붕에 있는 구조물을 보호하기 위해 밑이 개방된 컨테이너를 2층으로 올리는 모습을 보여주는 사용 상태도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 이동식 오폐수 처리장치의 구성 및 흐름을 보여주는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 이동식 오폐수 처리장치의 평면도이다.
도 6은 도 5의 이동식 오폐수 처리장치를 일 측면에서 투시하여 도시한 측면 투시도이다.
도 7은 도 6의 지붕을 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 의한 이동식 오폐수 처리장치의 간헐운전 공기세정 모식도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 사용되는 분리판이 없는 막 시트의 전개 사시도, 요부 확대도 및 AA'선 단면 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 사용되는 분리판이 있는 막 시트의 전개 사시도, 요부 확대도 및 BB'선 단면 사시도이다.
도 11은 도 9의 분리판이 없는 막 시트에서 일면의 막에 손상이 있을 때의 모습을 보여주는 사용상태의 단면도 및 요부 확대도이다.
도 12는 도 10의 분리판이 있는 막 시트에서 일면의 막에 손상이 있을 때의 모습을 보여주는 사용상태의 단면도 및 요부 확대도이다.
도 13은 도 10의 막 시트에서 출수관 연결꼭지의 상부에 거름망 부재와 이를 출수관 연결꼭지의 상부에 고정시키는 수단(다공판과 나사)이 더 구비될 수 있음을 보여주는 사시도 및 CC'선 단면 확대 사시도이다.
도 14는 도 9의 막 시트에서 별도의 판부재로 출수관 연결꼭지부터 수직 관통공을 지나 배출 유도부를 이루는 단턱까지 꽂아 분리시킨 예를 보인 전개 사시도, 요부 확대도 및 DD'선 단면 사시도이다.
도 15는 도 14의 막 시트에서 출수관 연결꼭지의 상부에 거름망 부재와 이를 출수관 연결꼭지의 상부에 고정시키는 수단(삽입 링 부재)이 더 구비될 수 있음을 보여주는 사시도 및 EE'선 단면 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 사용되는 막 시트에서 부직포는 앞뒷면이 모두 활성탄 코팅된 것일 수 있음을 보여주는 요부 절개 사시도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 하기와 같다.

우선, 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 이동식 오폐수 처리장치(100)를 트레일러(220) 위에 설치하여 견인차(210) 등 이동수단(200)으로 이동하는 모습을 보인 사용 상태도이다.

상기 본 발명에 의한 이동식 오폐수 처리장치(100)는 설치 후 지붕 커버 없이 사용될 수도 있으나, 도 2와 같이, 1층 컨테이너(110)의 지붕에 있는 구조물(120)을 보호하기 위해 밑이 개방된 컨테이너(122)를 2층으로 올려 사용될 수도 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 이동식 오폐수 처리장치의 구성 및 흐름을 보여주는 개념도이다. 이를 참조하며, 본 발명의 일 실시 예에 의한 이동식 오폐수 처리장치(100)를 설명하면 하기와 같다.

본 발명의 일 실시 예에 의한 이동식 오폐수 처리장치(100)는 기본적으로, 이동 가능한 컨테이너(101) 내에 구획된 무산소조(20), 막분리조(30) 및 처리수조(50)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 무산소조(20)는, 도 3과 같이, 컨테이너(101) 밖에 구비된 유량조정조(2)에 유입된 오폐수(1)를 원수유입펌프(10)와 유입관(11, 12) 및 유입밸브(12a)를 통해 유입하여 원수 내의 질산성 질소를 탈질시켜 질소가스로 제거하는 수조이다. 본 발명에서는 원수뿐만 아니라 후술하는 반송조(40)에서 반송된 슬러지 내의 질산성 질소를 탈질시켜 질소가스로 효과적으로 제거하도록 구성된다.

일 실시 예로, 상기 무산소조(20) 내로 유입된 원수 및 반송된 슬러지에서 질소를 효과적으로 탈질시키기 위하여, 도 3과 같이, 무산소조(20) 일측에 수직봉(22)을 구비되고, 상기 수직봉(22)에 무산소교반기(24)가 소정의 모터(M)로 수직봉(22)을 따라 상하 이동 가능하며 수직봉(22)에 수직이게 체결되어, 수직과 수평 교반이 동시에 일어나도록 함이 바람직하다. 이 경우, 상기 무산소교반기(24)로 교반 과정 중에 상술한 질소(N)의 탈질 뿐만 아니라 인(P)도 PO₄ ^3-이온형태로효과적으로 방출하게 된다.

상기 막분리조(30)는 상기 무산소조(20)에서 이송된 물을 활성슬러지 농도를 높게 유지하여 호기성 미생물에 의해 형성된 유기물을 신속하게 산화하며, 질산화미생물에 의해 유입수 중의 암모니아성 질소(NH⁴⁺)를 질산성 질소(NO³⁺)로 전환시키고, 무산소조(20)에서 방출된 인(PO₄ ^3-)은 공급된 산소로 미생물(박테리아)이 과잉섭취로 슬러지로 인발되도록 유도한다. 상기 막분리조(30) 내에는 후술하는 바와 같이, 막 유니트(31)가 침지되어 구비됨으로써, 이에 의해 정밀 여과된 처리수는 상기 처리수조(50)로 보내고, 슬러지는 후술하는 반송조(40)에 의하여 무산소조(20)로 반송되어 탈질과 인 방출을 반복하게 된다.

상기 처리수조(50)는 막 유니트(31)에 의해 여과된 처리수를 모아 소정의 배출관(51)과 밸브(51a)를 통해 컨테이너(101) 밖으로 방류하게 된다.

본 발명에서는, 도 3과 같이, 상기 막분리조(30)와 상기 처리수조(50) 사이에 반송조(40)를 별도 더 구비하여, 막분리조(30)에서 생긴 슬러지는 일단 반송조(40)로 유도하여 포집한 후 반송조(40)에서 무산소조(20)로 슬러지를 반송하도록 구성한다. 이렇게 함으로써, 슬러지가 막분리조(30)에서 바로 무산소조(20)로 반송되는 문제점을 해소할 수 있게 된다.

상기 막분리조(30) 내에는, 도 3과 같이, 복수 개의 막 시트(33)가 체결된 막 유니트(31)가 침지되고, 막 시트(33)는, 도 8과 같이, 0.1~0.4㎛ 크기의 기공(33')이 다수 형성되어 있는 이중막(33a, 33b)으로 구성되고, 출수관(37)을 통해 막 유니트의 입수관(38)으로 연결되어, 여과된 처리수는 소정의 관과 밸브 등의 배출수단(80, 81, 81a, 82, 84, 84a)을 통해 상기 처리수조(50)로 들어오게 된다. 이때, 상기 막분리조(30) 내에서 슬러지를 바로 무산소조(20)로 반송할 경우에는, 막분리조(30) 내에 슬러지가 많이 존재하게 되어, 입수관(38)의 음압으로 여과시, 도 8(a)와 같이, 슬러지(S)가 막 시트의 기공(33')을 막아 막 시트(33)의 오염도를 높여 수시로 세정을 해주어야 하는 문제점이 있다.

상기 막 시트(33)는, 도 8과 같이, 가운데 분리막 본체(131)를 사이에 두고 앞뒷면 이중막(33a, 33b)으로 구성되는데, 분리막 본체(131)의 상단에는 출수관 연결꼭지(135)까지 분리판(137)이 구비됨이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 후술하는 실시 예에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 어느 일면의 막에 손상이 있어도 바로 교체 없이도 여과된 처리수의 오염을 방지할 수 있게 된다.

물론, 상기 막 시트(33)는, 도 9 및 도 11과 같이, 분리막 본체(131)를 사이에 두고 부직포(132a, 132b)와 상기 부직포 위를 덮으며 상기 분리막 본체 가장자리(133c)에 압(가압) 고정된 필터(133a, 133b)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 부직포(132a, 132b)는, 도 16과 같이, 가운데 부직포 소재(132)를 두고 앞뒷면에 활성탄 코팅(139a, 139b)으로 표면 처리된 것이 바람직하다. 여기서, 활성탄 코팅(139a, 139b) 함은 부직포 소재(132)를 분말 활성탄 또는 입상 활성탄에 넣었다 빼낸 상태를 말하는 것으로, 부직포 소재(132)의 앞뒷면에 분말 활성탄 또는 입상 활성탄이 남아 있으면 이에 해당된다. 분말 활성탄은 통상 입경이 0.074mm보다 작은 것을 말하고, 이보다 크고 특히 0.1mm 이상의 활성탄을 입상 활성탄이라 한다. 상기 활성탄 코팅(139a, 139b)은 일반적으로 사용되는 활성탄으로 코팅할 수도 있으나, 은나노 입자가 부착된 활성탄으로 코팅함이 보다 바람직하다. 이는 후자의 경우가 COD, T-N, T-P를 낮추어 막 시트(33)를 보다 오랫동안 사용할 수 있기 때문이다.

또한, 상기 필터(133a, 133b)는 0.1~0.4㎛ 크기의 기공(33')이 다수 형성된 것으로, 앞뒷면이 스크래치 방지물질로 코팅 처리된 것이 바람직하다. 여기서, 상기 필터의 코팅은 스크래치 방지물질을 스프레이 방식으로 뿌려주거나 스크래치 방지물질에 잠시 담그는 방식으로 이루어질 수 있다. 이렇게 필터를 코팅함으로써, 도 8과 같이, 산기관(32)의 노즐(32a)에 의한 송풍 압력으로 필터에서 떨어져 나간 슬러지(S)에 의하여 필터 표면에 손상이 가지 않게 하여 막 시트(33)의 수명을 높일 수 있다.

상기 분리막 본체(131)는, 도 9와 같이, 양면에 대칭적으로 복수 개의 수직 수로 홈(131a), 상기 복수 개의 수직 수로 홈의 상단에서 만나는 수평 수로 홈(131b), 상기 수평 수로 홈에 수직하게 연통되는 배수 홈(131c) 및 상기 배수 홈의 상단에 반대 면의 배수 홈(131c')의 상단과 만나는 배출 유도부(131d)가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 배출 유도부(131d)는, 도 9(c)와 같이, 양면에 대칭적으로 형성된 두 개의 배수 홈(131c, 131c')의 상단이 아래 단턱(131f)을 두고 관통되어 만나게 형성될 수도 있으나, 도 10(c)와 같이, 앞면과 뒷면에서 필터(133a, 133b)와 부직포(132a, 132b)를 통과하며 처리된 물이 섞이지 않도록 분리판(137)으로 나누어지도록 함이 바람직하다.

상기 분리막 본체(131)의 상단에는 상기 배출 유도부(131d, 131d')와 연통 되도록 수직 관통공(134)이 형성되고, 상기 수직 관통공(134) 상에는 연접하여 수직하게 돌출된 출수관 연결꼭지(135)가 구비될 수 있다.

상기 분리판(137)은 상술한 바와 같이 배출 유도부(131d)에서 양측의 서로 반대 면의 배수 홈(131c, 131c')으로 유입된 물과 만나지 않도록 구비되되, 상기 배출 유도부(131d)부터 상기 수직 관통공(134)과 상기 출수관 연결꼭지(135)의 내부 공간이 상기 분리막 본체(131)의 면과 평행한 방향으로 분리되도록 함이 바람직하다.

상기 분리판(137)의 구체적인 실시 예로, 도 10과 같이, 상기 배출 유도부(131d, 131d')를 이루는 단턱(131f)에서 연장되어 상기 분리막 본체(131)와 일체로 형성될 수 있다. 여기서, 일체라 함은 동일한 물질로 한몸이 되도록 함을 말하고 제작시 동시에 제작되는 것에 한정되지 아니한다.

상기 분리판(137)의 다른 실시 예로, 도 14와 같이, 도 9의 실시 예에서 별도의 판부재(150)를 출수관 연결꼭지(135)부터 수직 관통공(134)을 지나 배출 유도부(131d)를 이루는 단턱(131f)까지 꽂아 분리시킬 수도 있다. 여기서, 상기 분리막 본체(131) 및 상기 출수관 연결꼭지(135)은 ABS 수지로 제조될 수 있고, 상기 판부재(150)는 철재 또는 ABS 수지로 제조될 수 있다.

도 11은 도 9의 분리판(137)이 없는 막 시트(33)에서 일면의 막에 손상(C)이 있을 때의 모습을 보여주는 사용상태의 단면도 및 요부 확대도이다. 도 11에 의하면, 좌측면에 필터(133a) 및/또는 부직포(132a)에 손상(C)이 생길 경우 슬러지(S) 등 오염물이 침투하여 수평 수로 홈(131b)과 배수 홈(131c)을 거쳐 배출 유도부(131d)로 모이게 된다. 이때, 반대편인 우측면에서도 수직 수로 홈(131a'), 수평 수로 홈(131b') 및 배수 홈(131c')을 거친 처리수가 배출 유도부(131d)로 유입된다. 도 9의 배출 유도부(131d)는 양쪽 배수 홈(131c, 131c')의 상단에서 관통된 상태로 형성되어, 좌, 우측 처리수는 배출 유도부(131d)에서 모여 수직 관통공(134)과 출수관 연결꼭지(135)의 내부 공간(131g)을 통해 출수관(37)로 나가는 것이어서, 막 시트(33)의 일면에만 손상(C)이 있을 때도 출수관(37)으로 나오는 처리수에는 손상으로 침투된 슬러지(S) 등 오염물이 그대로 배출하게 되는 문제점이 있게 된다.

상기 문제점을 해소하기 위하여, 도 8, 도 10 또는 도 14의 실시 예와 같이, 분리막 본체(131)의 상단에는 출수관 연결꼭지(135)까지 분리판(137, 150)을 구비함이 바람직하다.

도 12는 도 10의 분리판(137)이 있는 막 시트(33)에서 일면의 막에 손상(C)이 있을 때의 모습을 보여주는 사용상태의 단면도 및 요부 확대도이다. 도 12에 의하면, 좌측면에 필터(133a) 및/또는 부직포(132a)에 손상(C)이 생길 경우 슬러지(S) 등 오염물이 침투하여 수평 수로 홈(131b)과 배수 홈(131c)을 거쳐 배출 유도부(131d)로 모이게 된다. 이때, 반대편인 우측면에서도 수직 수로 홈(131a'), 수평 수로 홈(131b') 및 배수 홈(131c')을 거친 처리수가 배출 유도부(131d')로 유입된다. 그러나, 도 9 및 도 11에서와 달리, 좌측 배출 유도부(131d)과 우측 배출 유도부(131d')는 분리판(137)으로 분리되어 각 측의 배수 홈(131c)(131c')으로 유입된 물은 만나지 않게 된다.

또한, 관통공(134)과 출수관 연결꼭지(135)의 내부 공간도, 분리판(137)으로 분리되어, 좌측 공간(131g)과 우측 공간(131g')으로 나눠 지므로, 좌측면에서 유입된 슬러지(S) 등 오염물은 좌측 배출 유도부(131d)에 쌓이면서 좌측 공간(131g)과 좌측 배수 홈(131c), 좌측 수평 수로 홈(131b) 등을 막게 되어, 출수관(37)으로 배출되는 물은 우측 처리수만 내보낼 수 있게 된다.

다만, 일 측에서 유입된 슬러지(S) 등 오염물이, 도 11과 같이, 좌측 배출 유도부(131d)에 쌓이면서 좌측 공간(131g) 등이 막히기 전까지는 출수관(37)으로 배출될 수밖에 없다.

상기 문제점까지 해소하기 위해서는, 도 13 또는 도 15와 같이, 상기 출수관 연결꼭지(135)의 상부에는 거름망 부재(142, 162)와 상기 거름망 부재를 상기 출수관 연결꼭지의 상부에 고정시키는 수단(144, 146; 164)을 더 구비함이 바람직하다.

도 13의 실시 예는 출수관 연결꼭지(135)의 상부에 거름망 부재(142)를 고정시키는 수단으로 다공판(144)과 나사(146)로 구현될 수 있음을 보여준다. 여기서, 상기 거름망 부재(142)는 상술한 필터(133a, 133b)로 할 수 있고, 상기 다공판(144)은 복수 개의 방사형 바퀴살(141)과 바퀴살 사이의 공간(143)이 있는 것으로 구현될 수 있다. 상기 나사(146)는 다공판(144)과 거름망 부재(142)를 관통하여 분리판(137)에 체결된다.

도 15의 실시 예는 출수관 연결꼭지(135)의 상부에 거름망 부재(162)를 고정시키는 수단으로 삽입 링 부재(164)로 구현될 수 있음을 보여준다. 여기서도 상기 거름망 부재(142)는 상술한 필터(133a, 133b)로 할 수 있고, 상기 삽입 링 부재(164)는 출수관 연결꼭지(135)의 상부에 분리판(150) 위로 거름망 부재(162)를 얹고 출수관 연결꼭지(135)의 상부 내측으로 억지 끼움으로 체결할 수 있다.

한편, 본 발명에서는, 도 3 및 도 5와 같이, 상기 막분리조(30)의 일측 측벽을 상기 무산소조(20)와 상기 반송조(40)가 함께 공유하도록 구성하고, 상기 막분리조(30)와 상기 무산소조(20)가 공유하는 측벽의 상부에는 상측 개방구(26)가, 상기 막분리조(30)와 상기 반송조(40)가 공유하는 측벽의 하부에는 하측 개방구(39)가 각각 형성되도록 함으로써, 제한된 컨테이너(101) 내에서 콤팩트하게 구성하며, 별도의 연결수단 없이, 그리고 무동력으로 물과 슬러지를 이웃 수조로 각각 이동시키는 장점이 있게 된다.

나아가, 상기 반송조(50)에서 내부반송펌프(41) 등으로 펌핑된 물은, 도 3 내지 도 5와 같이, 3WAY 전동밸브(43)를 통해 상기 무산소조(20) 및 상기 컨테이너(101) 내에 구비된 슬러리 탱크(90) 중 하나로 유입되도록 구성된다. 상기 3WAY 전동밸브(43)는 후술하는 제어부(106)에 의하여, 즉 막분리조(30)에 구비된 MLSS 계측기(35)와 DO 계측기(36) 등으로부터, 일정 허용범위 이내로 들어올 때까지 펌핑된 물은 상기 무산소조(20)로 반송관(42)과 밸브(42a)를 통해 반송시키고, 상기 허용범위를 초과하게 되면 내에 들어오면 자동으로 또는 필요시 별도 밸브(44a) 조작으로 슬러리 배출관(44)을 통해 상기 슬러리 탱크(90)로 유입시키게 된다.

상기 허용범위로 MLSS는 5,000~20,000mg/ℓ(바람직하게는 8,000mg/ℓ), DO는 1.5~3.5mg/ℓ(바람직하게는 2.5mg/ℓ)일 수 있다.

상기 막분리조(30)에는 상기 MLSS 계측기(35)와 DO 계측기(36) 외에도 수위 센서(34)를 더 구비하여, 도 3과 같이, 상기 제어부(106)로부터 원수유입펌프(10)와 막처리수펌프(80)를 제어하도록 구성할 수 있다.

상기 제어부(106)는, 도 5와 같이, 컨테이너(101)의 일측 모서리에 구비되어, 상술한 수위 센서(34), MLSS 계측기(35), DO 계측기(36)를 포함한 제어센서 및 상술한 펌프(10, 80)와 전동밸브(43)의 모터를 전기적으로 연결하여 전자로 후자를 제어하게 된다.

상기 막분리조(30)는 상술한 바와 같이 복수 개의 막 시트(33)가 체결된 막 유니트(31)가 내장(침지)되고, 상기 막 유니트의 입수관(38)을 통해 나온 처리수는 소정의 관과 밸브 등의 배출수단(80, 81, 81a, 82, 84, 84a)을 통해 상기 처리수조(50)로 들어오게 된다. 구체적으로, 막처리수펌프(80)에 의하여 막 유니트의 입수관(38)에 음압을 걸어 처리수를 뽑아 처리수 유량계(82) 및 소정의 전송관(81, 84)과 제어밸브(81a, 84a)를 통해 처리수조(50)로 모아 지게 된다. 이때, 처리수 유량계(82)를 통과한 처리수는, 도 3 및 도 4와 같이, 소정의 제어밸브(83a)와 지관(83)을 통해 상기 슬러리 탱크(90) 쪽으로 유입되도록 구성될 수 있다. 이렇게 함으로써, 후술하는 바와 같이 별도의 세정 수단 없이 슬러지를 탈수기(decanter, 96)로 보내며 탈수케익까지 얻을 수 있게 된다.

구체적으로, 상기 컨테이너(101) 내에는, 도 4 및 도 5와 같이, 상기 슬러리 탱크(90)에 이웃하여 상기 슬러리 탱크에서 고형화된 슬러지가 슬러리 펌프(92)를 통해 유입되어 탈수케익을 만드는 탈수기(96)와 상기 슬러리 탱크(90)로 제 1 출구의 밸브(47b)를 통해 응집제(polymer)를 제공하는 폴리머 탱크(47)를 더 구비할 수 있다.

이때, 상기 지관(83)에 의하여 슬러리 탱크(90) 쪽으로 유입된 처리수는 3개 관로(85, 86, 87)로 분기되어 상기 슬러리 탱크(90)의 제 1 출구 밸브(90b)와 상기 슬러리 펌프(92) 사이, 상기 슬러리 펌프(92)와 상기 탈수기의 유입구 밸브(95a) 사이의 제 1 분기(95) 및 상기 폴리머 탱크(47)의 유입구로 각각 들어가도록 구성될 수 있다.

상기 슬러리 탱크(90)의 제 2 출구, 상기 슬러리 펌프(92)와 상기 탈수기(96)의 유입구 사이의 제 2 분기(93) 및 상기 폴리머 탱크(47)의 제 2 출구는 각각 소정의 밸브(90a)(94a)(47a)를 통해, 상기 탈수기(96)의 출구는 배출관(97)을 통해 바로 소정의 배수관로(98)에 연결되고, 상기 배수관로(98)는, 도 3과 같이, 컨테이너(101) 밖에 구비된 유량조정조(2)에 연결되어 세정된 처리수 등이 환류하게 된다.

이렇게 함으로써, 슬러리 탱크(90)의 제 1 출구로부터 슬러리 펌프(92) 전후에 연결된 배송관(91, 93), 탈수기(96)의 유입구 밸브(95a) 전후와 연결된 배송관(95) 및 응집제 공급관(49)에 쌓인 슬러지나 응집제로 관이 일부 막히더라도 3개 관로(85, 86, 87) 공급되는 각 처리수로 자체 세정할 수 있으며, 세정된 물은 다시 유량조정조(2)로 환류시켜 이로 인한 외부 오염도 방지할 수 있게 된다.

이동 가능한 제한된 컨테이너(101) 내에서 각 구성을 더욱 콤팩트하게 구성하며, 상술한 장점 즉, 별도의 연결수단 없이, 그리고 무동력으로 물과 슬러지를 이웃 수조로 각각 이동시키는 구체적인 실시 예로, 도 5 및 도 6과 같이 실시할 수 있다.

이를 위해, 상기 컨테이너(101)는, 도 5와 같이, 소정의 바닥을 갖는 직육면체 구조물로 길이방향의 좌우 측벽(101c, 101d)에는 하나 이상의 창문(107)이, 상기 좌우 측벽 중 하나에는 제 1 출입문(103)이, 전방 측벽(101a)에는 제 2 출입문(105)이 각각 구비될 수 있다.

상기 막분리조(30)는 상기 컨테이너(101)의 후방 측벽(101b)으로부터 상기 길이방향으로 상기 바닥 상에 4개 측벽(102)으로 구성되고, 상기 무산소조(20)와 상기 반송조(40)는 상기 막분리조(30)의 일 측벽을 공유하며 상기 후방 측벽(101b)으로부터 상기 길이방향으로 순차 구비되고, 상기 처리수조(50)는 상기 반송조(40) 및 상기 무산소조(20)의 일 측벽을 공유하여 구성될 수 있다.

상기 탈수기(96)는 탈수케익(4)의 방출을 용이하기 위해 상기 제 2 출입문(105)에 가까이 배치하고, 상기 슬러리 탱크(90) 및 상기 폴리머 탱크(47)는 상기 탈수기(96)와 상기 막분리조(30) 사이에 배치하고, 상기 배수관로(98)는 상기 무산소조(20)로 오폐수(1)를 유입하는 유입관(11)과 나란히 함께 상기 전방 측벽(101a)를 관통하여 외부로 노출될 수 있다.

또한, 상기 제어부(106)는 탈수기(96) 옆의 전방 모서리에 구비함이 제어에 용이하다. 냉온풍기(3)는 상기 컨테이너(101)의 전방 측벽(101a) 외부에 더 구비하여, 컨테이너의 실내 온도를 일정하게 유지하도록 함이 바람직하다.

상기 막분리조(30) 내에 침지되는 막 유니트(31)의 하부에는, 도 3과 같이, 막 시트(33) 사이로 노즐(32a)이 위치하도록 산기관(32)이 배치되고, 상기 산기관(32)의 일단에는 막세정 송풍기(60)가 소정의 연결관(61)과 밸브를 통해 연결되고, 상기 산기관(32)의 타단에는 배기관(62)과 조절 밸브(62a)가 연결된다.

상술한 제어부(106)는 막세정 송풍기(60)의 모터도 제어하여, 도 8과 같이, 상기 막처리수펌프(80)의 동작에 맞추어 간헐운전 모드로 막 시트(33)를 세정하도록 함이 바람직하다. 도 8(a)는 막처리수펌프(80)의 동작으로 막 유니트의 입수관(38)에 음압을 걸어 처리수를 뽑는 경우이고, 도 8(b)는 막처리수펌프(80)의 동작이 멈추어 막 유니트의 입수관(38)에 음압이 걸리지 않을 때 산기관(32)의 노즐(32a)로 공급된 공기압으로 슬러지(S)가 떨어지는 모습을 나타낸다. 상기 막세정 송풍기(60)는 일정시간 지속적으로 동작하여 막분리조(30)에 공기를 공급할 수도 있으나, 상기 제어부(106)로 막처리수펌프(80)가 on/off로 스위칭될 때 동작하도록 제어될 수 있다.

또한, 상기 막 시트(33)의 세정을 보충하고, 미생물을 배양하여 막분리조(30)에 공급하기 위한 세정탱크(70)를 막분리조(30)의 일측에 더 구비할 수도 있다.

여기서, 상기 막 시트(33)의 세정을 위해서는, 도 3과 같이, 세정수(71)를 세정탱크(70)에 채운 후 세정약품(예컨대, 차염소산소다)을 투하하여 세정액(예컨대, 0.3~0.6% 차염소산소다)을 만들어 장시간 가동에 의해 기공(33')의 막힘 현상이 발생하기 전에 중력에 의하여 세정이 이루어질 수 있도록 소정의 유입관(75)을 통해 막분리조(30)에 공급할 수 있다.

한편, 상기 세정탱크(70)를 이용하여, 미생물을 배양하여 공급할 경우에는, 도 3과 같이, 소정의 배양수(72)를 채우고 특정 미생물을 투하하여 1~2시간 미생물을 활성화시킨 후 상기 유입관(75)을 통해 밸브로 농도 및 시간을 조절하며 막분리조(30)로 투입할 수 있다.

이상 설명한 본 발명에 의한 이동식 오폐수 처리장치(100)는 하나의 컨테이너(101)에, 모든 구성이 실내에 모두 구비되도록 실시될 수도 있으나, 도 6과 같이, 일부 구성(120)은 컨테이너의 지붕(101f) 위에 설치될 수도 있다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 컨테이너의 지붕(101f)에는 상기 탈수기(96)의 옆에 바닥(101e)과 연결된 계단(104)이 구비되고, 상기 막분리조(30) 및 상기 무산소조(20) 위의 부분은 복수 개의 절개 홈(109)이나 망상 구조(108)로 되고, 상기 지붕(101f)에 상기 막분리조(30)에 미생물을 공급하거나 상기 복수 개의 막 시트(33)를 세정하기 위한 세정액을 공급하는 세정탱크(70), 상기 막 유니트의 산기관(32)에 공기를 주입하거나 세정하기 위한 막세정 송풍기(60) 및 상기 막처리수펌프(80)가 배치될 수 있다. 상기 처리수 유량계(82)는 컨테이너(101)의 내부에 설치될 수 있으나, 막분리조(30) 및 무산소조(20)에 연결된 관들을 지붕(101f) 위로 배치하며, 상기 처리수 유량계(82)도 지붕(101f) 위로 배치할 수 있다.

상기 세정탱크(70) 주변에는, 도 6과 같이, 안전 펜스(121)가 더 구비될 수 있다. 상기 무산소조(20)에는 뚜껑(20a)으로 밀폐될 수도 있다. 기타 미설명된 부호 2a는 미세목스크린(1mm 미만 크기 통과)을 구비한 유입구이고, 101g는 지게차 포크 삽입구이다.

상기 본 발명에 의한 이동식 오폐수 처리장치(100)는 앞서 설명한 바와 같이, 도 6의 상태로 설치 후 지붕 커버 없이 사용될 수도 있으나, 도 2와 같이, 1층 컨테이너(110)의 지붕(101f)에 있는 구조물(120)을 보호하기 위해 밑이 개방된 컨테이너(122)를 2층으로 올려 사용될 수도 있다.

10: 원수유입펌프 20: 무산소주
30: 막분리조 40: 반송조
50: 처리수조 60: 막세정 송풍기
70: 세정탱크 80: 막처리수펌프
90: 슬러리 탱크 96: 탈수기
100: 이동식 오폐수 처리장치 110: 1층 컨테이너
122: 2층 컨테이너 131: 분리막 본체
132a, 132b: 부직포 133a, 133b: 필터
134: 수직 관통공 135: 출수관 연결꼭지
137, 150: 분리판 142, 162: 거름망 부재
144: 다공판 164: 삽입 링 부재
200: 이동수단

Claims

이동 가능한 컨테이너 내에 구획된 무산소조, 막분리조 및 처리수조를 포함하여 구성된 이동식 오폐수 처리장치에 있어서,
상기 막분리조와 상기 처리수조 사이에는 반송조가 더 구비되고,
상기 막분리조의 일측 측벽을 상기 무산소조와 상기 반송조가 공유하고,
상기 막분리조와 상기 무산소조가 공유하는 측벽의 상부에는 상측 개방구가, 상기 막분리조와 상기 반송조가 공유하는 측벽의 하부에는 하측 개방구가 각각 형성되고,
상기 반송조에서 펌핑된 물은 3WAY 전동밸브를 통해 상기 무산소조 및 상기 컨테이너 내에 구비된 슬러리 탱크 중 하나로 유입되도록 구성되고,
상기 막분리조는 복수 개의 막 시트가 체결된 막 유니트가 침지되고, 상기 막 유니트의 입수관을 통해 나온 처리수는 막처리수펌프와 소정의 제어밸브를 통해 상기 처리수조는 물론 적어도 상기 슬러리 탱크의 출구 밸브와 상기 출구 밸브에 연결된 슬러리 펌프 사이로 유입되도록 구성되고,
상기 복수 개의 막 시트의 각각은 양면에 대칭적으로 복수 개의 수직 수로 홈, 상기 복수 개의 수직 수로 홈의 상단에서 만나는 수평 수로 홈, 상기 수평 수로 홈에 수직하게 연통되는 배수 홈 및 상기 배수 홈의 상단에 수직 관통공과 연통하는 배출 유도부가 형성된 판상의 분리막 본체;
상기 분리막 본체의 상단에 상기 수직 관통공과 연접하여 수직하게 돌출 형성된 출수관 연결꼭지; 및
상기 배출 유도부에서 반대 면의 배수 홈으로 유입된 물과 만나지 않도록 상기 배출 유도부부터 상기 수직 관통공과 상기 출수관 연결꼭지의 내부를 상기 분리막 본체의 면과 평행한 방향으로 분리하는 분리판을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 오폐수 처리장치.
제 1 항에 있어서,
상기 분리판은 상기 배출 유도부를 이루는 단턱에서 연장되어 상기 분리막 본체와 일체로 또는 별도의 판부재를 상기 출수관 연결꼭지부터 상기 수직 관통공을 지나 상기 배출 유도부를 이루는 단턱까지 꽂아 분리시킨 것을 특징으로 하는 이동식 오폐수 처리장치.
제 2 항에 있어서,
상기 출수관 연결꼭지의 상부에는 거름망 부재와 상기 거름망 부재를 상기 출수관 연결꼭지의 상부에 고정시키는 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 이동식 오폐수 처리장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수 개의 막 시트의 각각은 상기 분리막 본체를 사이에 두고 앞뒷면이 모두 활성탄 코팅된 부직포와 상기 부직포 위를 덮으며 상기 분리막 본체 가장자리에 압 고정된 필터를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동식 오폐수 처리장치.
제 4 항에 있어서,
상기 무산소조는 일측에 수직봉이 더 구비되고,
상기 수직봉에는 무산소교반기가 상기 수직봉을 따라 상하 이동 가능하며 상기 수직봉에 수직이게 체결되고,
상기 막분리조에는 수위 센서, MLSS 계측기, DO 계측기를 포함한 제어센서가 더 구비되고,
상기 컨테이너의 일측 모서리에는 상기 제어센서와 연결된 제어부가 더 구비되고,
상기 3WAY 전동밸브는 상기 제어부에 의하여 상기 MLSS 계측기로부터 일정 허용범위 이내로 들어올 때까지 상기 펌핑된 물을 상기 무산소조로 반송시키도록 동작하고, 상기 허용범위를 초과하게 되면 상기 슬러리 탱크로 유입되도록 동작하는 것을 특징으로 하는 이동식 오폐수 처리장치.
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