KR101913754B1 - 침전조 및 부상 분리조를 포함하는 일체형 고액 분리장치 및 이를 이용한 분리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 침전조 및 부상 분리조를 포함하는 일체형 고액 분리장치 및 이를 이용한 분리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부유물질을 침전시키고, 오염원을 초고속부상 분리하는 일체형 고액 분리장치 및 이를 이용한 분리방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 고액 분리장치는 기존의 침전조에서 유입수를 1차 처리한 다음, 대용량 분리타워에서 응집제를 이용하여 2차 처리하는 기존 공정에 비해 침전조와 부상 분리조가 일체형으로 구비되어 있어 설치 비용과 면적을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 처리 시간을 단축할 수 있으며, 본 발명의 침전조와 부상 분리조가 일체형으로 구비된 고액 분리장치를 이용하여 하수처리장 방류수에 함유된 부유물질을 2분 이내에 신속하게 제거할 수 있다.

Description

침전조 및 부상 분리조를 포함하는 일체형 고액 분리장치 및 이를 이용한 분리방법{APPARATUS OF SOLID-LIQUID SEPARATION COMPRISING SETTLING TANK AND FLOATATION SEPARATION TANK AND METHOD USING THE SAME}

본 발명은 침전조 및 부상 분리조를 포함하는 일체형 고액 분리장치 및 이를 이용한 분리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부유물질을 침전시키고, 오염원을 초고속부상 분리하는 일체형 고액 분리장치 및 이를 이용한 분리방법에 관한 것이다.

물은 인간의 모든 경제, 사회, 문화 활동에 없어서는 안 될 중요한 자원이다. 그러나 인구의 증가 및 급속한 산업화에 의한 물의 소비량 증대와 환경오염에 따른 수질 오염으로 인하여 물부족 사태는 매년 심각해지고 있는 실정이다.

수온의 온도가 상승하는 여름철에는 저수지, 호수, 어장, 근해 바다 또는 흐르는 물까지도 녹조 또는 적조가 발생하고 있다. 이러한 녹조 또는 적조는 호수 또는 바다 양식장의 물고기는 물론 수생식물까지도 사멸시켜 생태환경 파괴는 물론 심한 악취까지 유발시키고 있다.

일반적으로 녹조현상은 부영양화된 호수나 유속이 느린 하천에서 부유성의 조류(식물 플랑크톤)가 대량 증식하여 수면에 집적하게 되고 물의 색을 현저하게 녹색으로 변화시킴으로써 발생된다. 이러한 녹조현상의 원인은 독소를 발생시키는 남조류에 의해 수생식물에 악영향을 주는 것으로 알려져 있다. 예를 들면 독소에 의한 인체 및 가축에의 영향, 생태계 파괴로 인한 생태학적인 문제, 산소결핍으로 인한 물고기 및 각종 수중생물 폐사 등의 심각한 문제를 야기한다.

또한, 적조현상은 "식물 플랑크톤이 대량으로 증식하여 바닷물의 색깔이 붉게 변하는 현상을 말하는 것인데, 적조를 일으키는 생물은 편모조류나 규조류가 대부분이지만 유글레나 또는 원생동물로 분류되는 섬모충류가 원인이 되는 경우도 종종 있는 것으로 알려져 있다. 적조현상은 최근 우리나라에서도 남해연안과 서해, 동해 남부연안에 걸쳐 널리 나타나고 있다. 적조원인 생물도 규조류 중심에서 편모조류 중심으로 옮겨가고 있으며, 적조 발생의 농도도 점점 고밀도화되어 가고 있는 추세로 이로 인하여 적조의 피해도 해마다 증가하고 있다.

최근 이러한 녹,적조 현상은 광역화, 독성화, 장기화의 특성을 띠며 발생하고 있어, 이를 해결하기 위한 기술개발이 절실히 요구되고 있다.

이러한 현상을 해결하기 위한 기존의 기술은, 염소계 약제 또는 오존을 이용한 화학적 살균방법 등을 이용하여 정전기적인 흡착력으로 녹조나 적조를 흡착하여 물밑에 침전시키는 방법, 물과 함께 녹조나 적조를 미세 필터를 이용하여 물로부터 녹조 및 적조를 분리하여 제거하는 여과방법, 그리고 미생물을 이용하여 조류를 제거해내는 방법, 초음파, 녹조 제거선 등을 이용하는 것이 일반적이다.

염소계 약제 또는 오존을 이용한 화학적 살균방법은 식수원과 농업 용수에 사용할 경우 인체에 유해하고 농작물에 해로우므로 사용하기 곤란하고, 수영장 등과 같이 레크레이션 활동 등에도 영향을 미치기 때문에 세심히 고려해야 한다. 또한, 화학약제는 오히려 자연생태 환경에 악영향을 주게 되어 수질을 더 악화시키게 되는 원인이 될 수 있다.

황토를 이용한 응집처리방법(대한민국 등록특허 10-1355178)은 황토의 콜로이드 입자를 이용하여 부유물질을 응집하여 침전하는 방법으로 다량의 황토를 이용하는 경우 넓은 면적의 부유물질, 특히 녹조나 적조를 빠른 시간 안에 처리할 수 있다. 하지만 황토의 콜로이드입자는 부유물질을 단순히 침전시키는 역할만 할 뿐이며, 이에 따라 호수나 바다에서 사용시에는 침전된 녹조가 분해되면서 오히려 수질이 악화되는 결과를 가져올 수 있고, 분리장치에서 사용시에는 녹조를 황토와 분리하는 공정이 추가적으로 필요하다는 단점을 가진다.

이러한 단점을 해결하기 위하여 응집제를 사용하여 부유물질을 부상시켜 처리하는 방법이 최근 개발되고 있다.

계면활성제 미세기포를 사용하는 경우(대한민국 등록특허 10-0742509), 이세기포에 의하여 부유물질이 처리수 상부에 떠오르게 되므로 처리가 간단하지만, 추가적인 계면활성제의 공급이 필요하며, 다량의 조류를 처리하는 경우 첨가되는 계면활성제에 의하여 수질이 악화될 가능성을 가지고 있다.

또한, 대한민국 등록특허 10-0919367에서는 기체용해탱크를 이용한 부상분리장치에 관하여 기재하고 있다. 이 장치는 가압수를 미세기포발생장치로 공급하며, 이때 발생한 미세기포를 부상탱크에 공급하여 부유물질을 부상시키고 있다. 하지만 상기 발명은 처리량이 늘어날수록 다수의 가압장치와 기체용해탱크를 설치해야하며, 가압에 들어가는 에너지의 양도 늘어나게 되는 단점을 가진다.

이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 기존의 침전조에서 유입수를 1차 처리한 다음, 대용량 분리타워에서 응집제를 이용하여 2차 처리하는 기존 공정에 비해 설치 비용과 면적을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 처리 시간을 단축할 수 있으며, 침전조와 부상 분리조가 일체형으로 구비된 고액 분리장치를 이용하여 하수처리장 방류수에 함유된 부유물질을 2분 이내에 신속하게 제거할 수 있는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 침전조 및 부상 분리조를 포함하는 일체형 고액 분리장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 장치를 이용하여 부유물질과 오염원을 제거하는 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, (A) 유입수의 슬러지 고형물을 1차적으로 제거하는 침전조; 및 (B) 상기 침전조에서 처리된 유입수에 미세버블을 생성하는 미세버블 공급수단(B-1); 상기 미세버블이 발생된 유입수에 응집제를 공급하는 응집제 공급수단(B-2); 유입수의 부유물질을 전기적으로 응집시키는 전기촉매 모듈(B-4); 상기 미세버블 및 응집제 공급수단과 전기촉매 모듈에서 부상 및 분리된 부유물질을 제거하는 부유물질 배출유니트(B-7); 상기 부유물질 배출유니트로 제거된 부유물질을 배출시키는 부유물질 배출수단(B-10); 및 상기 부유물질이 제거된 처리수를 배출시키는 처리수 배출수단(B-11)을 포함하는 부상 분리조를 포함하는 일체형 고액 분리장치를 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 장치를 이용하여 (a) 유입수의 슬러지 고형물을 침전조에서 1차적으로 제거하는 단계; 및 (b) 상기 침전조에서 처리된 유입수에 함유된 부유물질을 부상 분리조에서 2차적으로 제거하고, 부유물질이 제거된 처리수를 배출시키는 단계를 포함하는 고액 분리방법을 제공한다.

본 발명에 따른 고액 분리장치는 기존의 침전조에서 유입수를 1차 처리한 다음, 대용량 분리타워에서 응집제를 이용하여 2차 처리하는 기존 공정에 비해 침전조와 부상 분리조가 일체형으로 구비되어 있어 설치 비용과 면적을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 처리 시간을 단축할 수 있으며, 본 발명의 침전조와 부상 분리조가 일체형으로 구비된 고액 분리장치를 이용하여 하수처리장 방류수에 함유된 부유물질을 2분 이내에 신속하게 제거할 수 있다.

도 1은 기존의 하수처리장 방류수의 처리 공정과 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 공정을 비교하여 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 침전조 및 부상 분리조를 포함하는 일체형 고액 분리장치를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 고액 분리장치 중 침전조를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 고액 분리장치 중 부상 분리조를 나타낸 것이다.

본 발명은 하기의 설명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 하기의 설명은 본 발명의 바람직한 구체적인 예를 기술하는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 첨부된 도면은 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 개별 구성에 관한 세부 사항은 후술하는 관련 기재의 구체적 취지에 의하여 적절히 이해될 수 있다.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.

본 발명에서는 침전조에서 유입수를 1차 처리한 다음, 대용량 분리타워에서 응집제를 이용하여 2차 처리하는 기존 공정에 비해 침전조와 부상 분리조가 일체형으로 구비되어 있어(도 1 참조) 설치 비용과 면적을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 처리 시간을 단축할 수 있으며, 침전조와 부상 분리조가 일체형으로 구비된 고액 분리장치를 이용하여 하수처리장 방류수에 함유된 부유물질을 2분 이내에 신속하게 제거할 수 있다.

따라서, 본 발명은 일 관점에서 (A) 유입수의 슬러지 고형물을 1차적으로 제거하는 침전조; 및 (B) 상기 침전조에서 처리된 유입수에 미세버블을 생성하는 미세버블 공급수단(B-1); 상기 미세버블이 발생된 유입수에 응집제를 공급하는 응집제 공급수단(B-2); 유입수의 부유물질을 전기적으로 응집시키는 전기촉매 모듈(B-4); 상기 미세버블 및 응집제 공급수단과 전기촉매 모듈에서 부상 및 분리된 부유물질을 제거하는 부유물질 배출유니트(B-7); 상기 부유물질 배출유니트로 제거된 부유물질을 배출시키는 부유물질 배출수단(B-10); 및 상기 부유물질이 제거된 처리수를 배출시키는 처리수 배출수단(B-11)을 포함하는 부상 분리조를 포함하는 일체형 고액 분리장치에 관한 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 침전조 및 부상 분리조를 포함하는 일체형 고액 분리장치를 나타낸 것으로, 침전조에서 약 120 min 체류하면서 유입된 부유물질을 침전시켜 제거하며 부유물질의 농도가 10 ppm 에서 부상 분리조로 방류시킨다. 상기 침전조에서 처리된 유입수는 부상 분리조에서 SS: 10 ppm, COD: 20 ppm, T.P: 1 ppm인 유입수를 SS: 3 ppm, COD: 8 ppm, T.P: 0.02 ppm로 처리하였으며, 기존의 부상 분리조 체류시간을 15분 내지 30분에서 약 2분으로 단축시킴으로써 부상 분리조에서 체류하는 시간을 현저하게 단축시킬 수 있었다.

본 발명에 있어서, 상기 침전조(A)는 유입수 공급수단(A-1); 수중에서 회전하고 슬러지 고형물을 제거하는 스크래퍼(A-2); 슬러지 고형물의 보조 침전을 유도하는 경사판(A-3); 및 침전된 슬러지 고형물을 제거하는 배출수단(A-4)을 포함하는 것이 바람직하다(도 3 참조).

본 발명에 있어서, 상기 부상 분리조(B)는 응집제 저장탱크(B-3) 및 제타전위를 측정하여 계산된 응집제 투입량을 미세버블 및 응집제 공급수단(B-1)에 정량으로 공급하기 위한 응집제 공급수단(B-2)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 부상 분리조(B)는 부유물질 배출유니트(B-7)를 통해 부상 분리조에서 배출된 부유물질을 부유물질 배출수단(B-10)으로 이송하기 위하여 스크래퍼(B-8) 및 이송 경로를 세정하기 위한 스프레이(B-9)를 더 포함하는 것이 바람직하다(도 4 참조).

본 발명에 있어서, 상기 전기촉매 모듈(B-4)은 고정모듈, 상기 고정모듈에 결합되는 촉매판, 상기 고정모듈과 상기 촉매판이 결합되는 고정부, 상기 고정모듈에 결합되는 수리핸들 및 상기 고정모듈과 상기 수리핸들이 결합되는 결합부를 포함하는 것이 바람직하고, 이때, 상기 수리 핸들은 전기촉매 모듈의 교환 또는 세척이 필요한 경우, 전기촉매 모듈을 제거장치 외부로 꺼내기 위하여 사용되는 것으로, 수리핸들을 이용하여 전기촉매 모듈을 손상 없이 외부로 노출시킬 수 있다. 상기 촉매판은 백금(Pt), 니켈(Ni), 철(Fe), 크롬(Cr)이 도금된 납(Pb) 및 탄소(C)로 구성된 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고, 촉매판의 두께가 0.5 mm 내지 2 mm의 두께인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기촉매 모듈(B-4)은 (i) 백금(Pt), 니켈(Ni), 철(Fe), 크롬(Cr)이 도금된 납(Pb), 탄소(C)로 구성된 불용성 금속 그룹에서 선택되는 하나 이상의 금속으로 제작되며, 전자가 공급되는, 두께 0.5 mm 내지 2 mm의 촉매판; (ii) 상기 촉매판을 고정하며, 전기를 공급하는 분리가이드; (iii) 상기 분리가이드에 전원을 공급하며, 탈부착이 가능한 분리판; (iv) 상기 분리가이드와 연결되어 촉매판에 전기를 공급하는 제1접촉단자; 및 (v) 상기 분리판과 연결되어 분리가이드에 전기를 공급하는 제2접촉단자를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 촉매판은 백금(Pt), 니켈(Ni), 철(Fe), 크롬(Cr)이 도금된 납(Pb), 탄소(C)로 구성된 불용성 금속 그룹에서 선택되는 하나 이상의 금속으로 제작되는 것이 바람직하다. 상기 촉매판을 불용성 금속으로 사용하였을 때, 전극의 산화 또는 환원으로 인한 손상이 없고, 알루미늄이온은 응집제를 통해 공급할 수 있어, 전극의 교체 없이 연속적으로 부유물을 제거할 수 있다. 상기 촉매판의 두께는 0.5 mm 내지 2 mm 일 수 있다. 두께가 0.5 mm 이하인 경우, 전극이 빠른 유체의 흐름 등에 의해 손상될 수 있으며, 2 mm 이상으로 적용할 경우, 공정 효율 대비 운영 비용이 높아질 수 있다. 공정 조건에 따라 0.5 mm 내지 2 mm의 두께의 범위에서 전극을 제작하여 운영가능하다. 또한, 각 촉매판은 5 mm의 간격으로 설치한다. 촉매판의 설치 간격이 5 mm 이하인 경우 촉매판 사이로 유입되는 물에 큰 저항이 생겨 물의 흐름이 원활하지 않을 수 있으며, 5 mm 이상인 경우 처리수에 전기 공급이 효율적으로 되지 않을 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또한, 상기 전기 촉매모듈을 통해 유체에 공급되는 전압과 전류는 작업환경과 유입되는 하수처리장 방류수의 농도에 따라 적절하게 선택 가능하지만, 바람직하게는 전압은 2 V 내지 50 V이며, 전류는 0.1 A 내지 10.0 A로 사용할 수 있다. 이 범위보다 낮은 전압과 전류를 공급하는 경우, 부유물과 응집제가 잘 응집이 되지 않을 수 있으며, 이 범위보다 높은 전압과 전류를 공급하는 경우 내부에서 부유물 및 응집제 등이 전극 주위에서 탈 수 있어 회수 과정에 문제가 생길 수 있다.

상기 전기촉매 모듈은 미세버블 및 응집제 공급수단의 상단에 설치되어, 처리수가 미세버블 및 응집제 공급수단을 지난 다음 상기 전기촉매 모듈을 지나면서 전자를 공급받아, 전기적 응집을 촉진되는 것을 특징으로 한다.

상기 전기촉매 모듈과 상기 미세버블 및 응집제 공급수단의 설치 수량은 1개 내지 10개 일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며 처리하는 물의 양에 따라 추가로 설치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 미세버블을 공급하기 위한 수단으로, (i) 유체가 유입되는 유입로; (ii) 상기 유입로의 타측과 연결되는 펌프몸체; (iii) 상기 유입로의 상부와 연결되는 기체흡입구; (iv) 상기 펌프몸체의 중심을 관통하여 회전하도록 설치되는 회전축; (v) 상기 회전축의 일측과 결합되는 임펠러; (vi) 상기 회전축의 타측과 결합되는 모터; (vii) 상기 펌프몸체의 왼쪽 상단에 결합되는 버블자켓; (viii) 상기 버블자켓의 상단 안쪽면에 결합되는 배플 및 상기 버블자켓과 상단에 연결되는 에어밴트; (ix) 상기 버블자켓의 하단 안쪽면에 결합되는 에어댐퍼; (x) 상기 버블자켓의 중심을 관통하여 연결되는 토출관; 및 (xi) 상기 버블자켓의 일측과 연결되는 배출구의 구성을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 미세버블을 혼합하기 위한 수단으로, (i) 유체와 응집제가 함께 유입되는 유입로; (ii) 상기 유입로의 상단과 결합되는, 응집제가 유입되는 약품유입구; (iii) 상기 유입로의 일측과 연결되는, 유체가 유입되는 유체유입구; (iv) 상기 유입로와 타측과 연결되는, 유입된 유체와 응집제가 혼합되는 혼합조; (v) 1개 내지 8개의 촉매모듈을 포함하는 전기 반응조; 및 (vi) 상기 혼합조의 하단부에 설치되는 혼합수단의 구성을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 침전조에서 처리되어 부상 분리조로 유입되는 유입수와 미세버블 및 응집제 공급수단으로 부상 분리조에 유입되는 응집제의 비율은 10:1 내지 5000:1의 범위인 것이 바람직하며, 상기 응집제는 폴리알루미늄클로라이드(PAC), 황산제2철, 황산알루미늄, 염화알루미늄 및 염화제2철의 무기염으로 구성되는 그룹에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 응집제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 응집제는 원액 대비 5 ppm 내지 50 ppm으로 혼합되어 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 전기전도도를 높이기 위해, 상기 응집제는 염화칼륨, 염화칼슘, 염화나트륨, 염화마그네슘, 염화철로 구성되는 그룹에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 염화합물을 추가하여, 응집제에 대한 염화합물의 농도가 0.1 wt% 내지 5.0 wt%가 되도록 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 고액 분리장치를 이용하여 부유물질(SS)의 농도가 2000 ppm 이상인 유입수를 3 ppm 이하의 SS 농도를 갖는 처리수로 분리할 수 있다.

따라서, 본 발명은 다른 관점에서 상기 장치를 이용하여 (a) 유입수의 슬러지 고형물을 침전조에서 1차적으로 제거하는 단계; 및 (b) 상기 침전조에서 처리된 유입수에 함유된 부유물질을 부상 분리조에서 2차적으로 제거하고, 부유물질이 제거된 처리수를 배출시키는 단계를 포함하는 고액 분리방법에 관한 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 (a) 단계의 슬러지 고형물은 수중에서 회전하는 스크래퍼(A-2)를 이용하여 슬러지 고형물을 제거하고, 경사판(A-3)이 보조 침전을 유도하며, 슬러지 고형물 배출수단(A-4)으로 침전된 슬러지 고형물을 제거하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 (b) 단계의 침전조에서 처리된 유입수는 Ⅰ 경로를 통해 유체가 부상 분리조 하부로 이동하고, Ⅱ 경로에서 미세버블 및 응집제 공급수단(B-1) 및 전기촉매 모듈(B-4)과 접촉한 다음 부상 분리조 상부로 이동하며, 이때 미세버블 및 응집제 공급수단과 전기촉매 모듈에서 부상 및 분리된 부유물질은 부유물질 배출유니트(B-7)을 통해 제거하고, 상기 Ⅱ 경로에서 부유물질이 제거된 처리수는 Ⅲ 경로를 통해 부상 분리조 하부으로 이동한 다음 Ⅳ 경로를 통해 부상 분리조 상부로 이동하며 넘쳐흐르는 처리수는 Ⅴ 경로를 통해 처리수 배출수단(B-11)으로 배출시키는 것이 바람직하다. 상기 부유물질이 제거된 처리수는 부유물질(SS) 농도가 3 ppm 이하, 화학적산소요구량(COD) 농도가 8 ppm 이하, 총인(T.P) 농도가 0.02 ppm 이하인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 공기의 유입/배출 및 순환시키는 순환펌프인 미세버블 및 응집제 공급수단을 포함하고, SUS304 재질의 부상 분리조 케이스, 스크류-업다운(스컴배출) 부유물질 배출유니트, 부유물질을 배출(45도)하는 스크래퍼, 주변세정을 위한 스프레이를 포함하는 부상 분리조에 관한 것이다. 보다 구체적으로 부상 분리조 케이스는 Ⅰ 내지 Ⅴ 경로 및 스크래퍼를 통해 배출된 부유물질 임시저장조를 포함하는 구성이다(도 4 참조).

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 고액 분리공정은 침전, 부상, 약품 및 스컴 PART로 구성된다. 보다 구체적으로, 침전 PART는 부유물질이 침전조로 유입되어 2시간 침전되는 것으로 침전조에서 스컴스크래퍼가 회전하고, 경사판을 이용하여 보조 침전되며, 침전된 슬러지는 배출되는 것을 특징으로 한다. 부상 PART는 침전조에서 부상 분리조로 OVERFLOW 유입되어 유량 아래로 이송하고, 유량 위로 전기촉매와 접촉함으로써 부유물질이 분리되며, 부유물질은 위로 이동하고 정화된 처리수는 아래로 이동한 다음, 유량 상부로 OVERFLOW 되어 배출구로 방류되는 것을 특징으로 한다. 또한, 약품 PART에서는 제타전위를 측정하여 응집제의 투입량을 계산하고, 순환 펌프배관으로 응집제를 정량 유입함으로써 유입된 응집제가 극미세버블과 함께 전기촉매로 공급하는 것을 특징으로 한다. 마지막으로 스컴 PART는 침전조에서 스컴스크래퍼(1차) 회전에 의해 침전조의 부유물질을 제거하고 부상조로 유입하는데, 이때 스크래퍼의 회전 속도는 1 rpm 내지 5 rpm인 것을 특징으로 하고, 부상 분리조에서 스크류 타입의 스컴스크래퍼(2차)를 이용하여 부상조의 부유물질을 배출구로 이송하는 것으로, 부상 분리조에 구비된 스크래퍼는 120 rpm 이하인 것을 특징으로 한다.

기존의 석출 전극판으로부터 응집침전시키는 전기분해 방법은, 전기분해를 통하여 극판을 석출하여 부유물질과 결합시켜 침전 분리하는 것으로 TN/TP/COD를 제거할 수 있으며, 약 70%의 처리 효율을 갖고 응집침전 처리 시간은 30분 이내에 가능하다. 또한, 상기 전기분해 방법의 적용목적은 하수처리장 공법/방류수의 인을 제거하는 것으로, 부유물질이 유입되고 극판이 석출되며 침전분리하는 단계를 포함하는 공정이다.

또한, 공기를 압축하고 응집제를 이용하여 부상시키는 가압 부상 분리(DAF)방법은, 미세버블을 발생시켜 부유물과 응집제를 결합하여 부상분리시키는 것으로, TP/BOD/녹소/입자성부유물질을 제거할 수 있으며, 약 60%의 처리 효율을 갖고 응집부상분리 처리 시간은 15 내지 30분 이내에 가능하다. 또한, 상기 가압 부상 분리방법의 적용목적은 하수처리장 공법/방류수의 인 및 녹조를 제거하는 것으로, 부유물질이 유입되고 응집 및 급속교반시킨 다음, 완속교반하고 부상분리시키는 단계를 포함하는 공정이다. 상기 미세버블은 펌프/콤프레이셔를 이용하여 4 kg/cm²이상의 압력으로 마이크로버블을 나노버블로 발생시키는 것을 특징으로 한다.

상기 전기분해 방법 및 가압 부상분리 방법에 비해 촉매로부터 복합체를 생성하는 Zt Generator, 즉 본 발명은 제타전위 값을 제어하여 응집속도를 가속시킬 수 있음과 동시에 미세버블을 발생하여 복합체를 생성하는 것으로, TN/TP/COD/BOD/녹조/입자성부유물질을 제거할 수 있으며, 무려 90%의 처리효율을 갖고 응집 부상분리를 통해 수초에서 2분 이내에 처리가 가능하다. 또한, 본 발명의 적용목적은 녹조류 제거 초고도처리/물리화학적 하수처리/전처리하는 것으로, 촉매, 응집 및 버블로부터 복합체를 생성하는 공정이다. 상기 미세버블은 압력 없이 발생되는 것을 특징으로 한다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

A-1 : 유입수 공급수단
A-2 : 스크래퍼
A-3 : 경사판
A-4 : 슬러지 고형물 배출수단
B-1 : 미세버블 공급수단, 미세버블 및 응집제 공급수단(순환 펌프)
B-2 : 응집제 공급수단(약품 펌프)
B-3 : 응집제 저장탱크(약품 탱크)
B-4 : 전기촉매 모듈
B-5 : (침전조에서 처리된) 유입수
B-6 : 부상 분리조 케이스
B-7 : 부유물질 배출유니트
B-8 : 스크래퍼
B-9 : 스프레이
B-10 : 부유물질 배출수단
B-11 : 처리수 배출수단

Claims (13)

1. (A) 유입수 공급수단(A-1);
   수중에서 회전하고 슬러지 고형물을 제거하는 스크래퍼(A-2);
   슬러지 고형물의 보조 침전을 유도하는 경사판(A-3); 및
   침전된 슬러지 고형물을 제거하는 배출수단(A-4)을 포함하는 유입수의 슬러지 고형물을 1차적으로 제거하는 침전조; 및
   (B) 상기 침전조에서 처리된 유입수에 미세버블을 생성하는 미세버블 공급수단(B-1);
   상기 미세버블이 발생된 유입수에 제타전위를 측정하여 계산된 응집제 투입량을 정량으로 공급하기 위한 응집제 공급수단(B-2);
   유입수의 부유물질을 전기적으로 응집시키는 전기촉매 모듈(B-4);
   상기 미세버블 및 응집제 공급수단과 전기촉매 모듈에서 부상 및 분리된 부유물질을 제거하는 부유물질 배출유니트(B-7);
   상기 부유물질 배출유니트(B-7)를 통해 부상 분리조에서 배출된 부유물질을 부유물질 배출수단(B-10)으로 이송하기 위한 스크래퍼(B-8);
   이송 경로를 세정하기 위한 스프레이(B-9);
   상기 부유물질 배출유니트로 제거된 부유물질을 배출시키는 부유물질 배출수단(B-10); 및
   상기 부유물질이 제거된 처리수를 배출시키는 처리수 배출수단(B-11)을 포함하는 부상 분리조를 포함하고,
   일체형 고액 분리장치는 제타전위 값을 제어하여 응집속도를 가속시킬 수 있음과 동시에 미세버블을 발생하여 복합체를 생성하고,
   촉매, 응집 및 버블로부터 복합체를 생성하며,
   상기 미세버블은 압력 없이 발생되는 것을 특징으로 하는 일체형 고액 분리장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 미세버블 공급수단(B-1) 및 응집제 공급수단(B-2)은 응집제를 미세버블 공급수단으로 공급함으로써 미세버블과 응집제를 동시에 공급하는 미세버블 및 응집제 공급수단(B-1)인 것을 특징으로 하는 일체형 고액 분리장치.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 전기촉매 모듈(B-4)은 고정모듈, 상기 고정모듈에 결합되는 촉매판, 상기 고정모듈과 상기 촉매판이 결합되는 고정부, 상기 고정모듈에 결합되는 수리핸들 및 상기 고정모듈과 상기 수리핸들이 결합되는 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 고액 분리장치.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 촉매판은 백금(Pt), 니켈(Ni), 철(Fe), 크롬(Cr)이 도금된 납(Pb) 및 탄소(C)로 구성된 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고, 촉매판의 두께가 0.5 mm 내지 2 mm의 두께인 것을 특징으로 하는 일체형 고액 분리장치.
   
8. 삭제
9. 제1항의 장치를 이용하여,
   (a) 유입수의 슬러지 고형물을 침전조에서 1차적으로 제거하는 단계; 및
   (b) 상기 침전조에서 처리된 유입수에 함유된 부유물질을 부상 분리조에서 2차적으로 제거하고, 부유물질이 제거된 처리수를 배출시키는 단계를 포함하는 고액 분리방법.
   
10. 제9항에 있어서, 상기 (a) 단계의 슬러지 고형물은 수중에서 회전하는 스크래퍼(A-2)를 이용하여 슬러지 고형물을 제거하고, 경사판(A-3)이 보조 침전을 유도하며, 슬러지 고형물 배출수단(A-4)으로 침전된 슬러지 고형물을 제거하는 것을 특징으로 하는 고액 분리방법.
    
11. 제9항에 있어서, 상기 (b) 단계의 침전조에서 처리된 유입수는 Ⅰ 경로를 통해 유체가 부상 분리조 하부로 이동하고, Ⅱ 경로에서 미세버블 및 응집제 공급수단(B-1) 및 전기촉매 모듈(B-4)과 접촉한 다음 부상 분리조 상부로 이동하며, 이때 미세버블 및 응집제 공급수단과 전기촉매 모듈에서 부상 및 분리된 부유물질은 부유물질 배출유니트(B-7)을 통해 제거하는 것을 특징으로 하는 고액 분리방법.
    
12. 제11항에 있어서, 상기 Ⅱ 경로에서 부유물질이 제거된 처리수는 Ⅲ 경로를 통해 부상 분리조 하부으로 이동한 다음 Ⅳ 경로를 통해 부상 분리조 상부로 이동하며 넘쳐흐르는 처리수는 Ⅴ 경로를 통해 처리수 배출수단(B-11)으로 배출시키는 것을 특징으로 하는 고액 분리방법.
    
13. 제9항에 있어서, 상기 부유물질이 제거된 처리수는 부유물질(SS) 농도가 3 ppm 이하, 화학적산소요구량(COD) 농도가 8 ppm 이하, 총인(T.P) 농도가 0.02 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 고액 분리방법.

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