KR101993059B1

KR101993059B1 - 폐수처리 시스템

Info

Publication number: KR101993059B1
Application number: KR1020170170403A
Authority: KR
Inventors: 이준호
Original assignee: 위더스이엠티(주)
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2019-09-30
Also published as: KR20190069986A

Abstract

본 발명은 폐수처리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세기포를 이용한 오일성분(유분)의 분리는 물론 경수연화(硬水軟化, water softening)를 통해 폐수를 순수·초순수로 바꿔 재사용이 가능할 수 있도록 한 수 있도록 한 폐수처리 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 담수된 원수 속에 압축공기를 주입, 그로써 발생한 미세기포에 의해 원수에 혼재된 이물질과 유분을 수면 위로 부상시키고 별도 공간으로 이동 분리하는 1차정수부; 상기 1차정수부에 의해 정화된 정수의 여과 및 연화를 위한 2차정수부; 및, 상기 1차정수부 및 상기 2차정수부로의 유체 공급과 이동 및 순환 그리고 배출의 흐름을 이어주는 배관부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

폐수처리 시스템{WASTE WATER TREATING SYSTEM}

본 발명은 폐수처리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세기포를 이용한 오일성분(유분)의 분리는 물론 경수연화(硬水軟化, water softening)를 통해 폐수를 순수·초순수로 바꿔 재사용이 가능할 수 있도록 한 수 있도록 한 폐수처리 시스템에 관한 것이다.

우리나라의 수자원(水資源, water resource) 이용상태는 급속한 산업발전에 따른 용수(用水)수요를 충족시키지 못하고 있는 실정으로 정부에서는 역상수개발, 지하수개발 등 다각적인 수자원개발(水資源開發, water resources development)을 적극 검토하고 있다.

그러나, 지표수(地表水, surface water)에 의존하고 있는 수자원 이용과 댐 건설지의 부족, 환경파괴, 지역주민 반대 등의 이유로 개발실적은 저조한 실정이며, 장기적인 용수공급계획(water supply planning)도 불투명한 것으로 파악되고 있다.

또한, 정부의 오염규제방식이 배출부과금(排出賦課金, emission charge) 제도를 시행하는 등 농도규제에서 총량규제(總量規制, regulation of total emission) 방식으로 전환됨에 따라, 공업용수(工業用水, industrial water)의 사용량 절감 및 폐수 배출량 저감노력은 기업 경쟁력에 점차 중요한 비중을 차지하고 있다.

한편, 우리나라 연평균 강수량은 1,274mm로 세계평균 970mm의 1.3배이나 연간 1인당 강수량은 약 3,000톤으로 세계평균의 1/11에 불과하다. 그마저도 강수량의 2/3가 여름 장마철 때 일시에 바다로 쓸려내려가 이용할 수 있는 물은 매우 제한되어 있다.

이에, 국제연합(United Nations; UN)은 우리나라를 물부족국가로 분류하고 있으며, 건설교통부의 수자원장기종합계획에 따르면 연간 약 20억톤의 물이 부족할 것으로 전망하고 있다. 따라서, 정부에서는 생활하수 및 공장폐수의 처리 후 재사용을 적극 추진하고 있는 실정이다.

관련하여, 하수·폐수의 물리적 처리(정화)에 적용되는 막분리기술(membrane separation method)은, 가정용 정수기에서부터 해수 담수화, 순수 생산, 폐수의 재이용에 이르기까지 매우 다양하게 적용되고 있으며, 급속한 속도로 발전되고 대중화되었다.

일 예로, 대한민국 공개실용신안 제20-2000-0017277호를 통해, 폐수, 오수 및 하수를 1차로 처리한 1차처리수나 기타 공업용수에 함유된 부유물질을 제거할 수 있는 수처리용 여과장치가 개시되었는바, 종래의 상기 수처리용 여과장치는, 여과되기 전의 전처리수가 유입되는 전처리수탱크와, 상기 전처리수탱크로부터 유입된 물을 여과하도록 상기 전처리수탱크에 연통된 여과수단과, 상기 여과수단에서 여과된 후처리수가 모이도록 상기 여과수단에 연통된 후처리수탱크와, 상기 여과수단을 세척시 여과되기 전의 전처리수를 상기 후처리수탱크에서 상기 여과수단의 거쳐 상기 전처리수탱크로 흐르게 하도록 상기 전처리수탱크 및 후처리수탱크에 연통된 관로에 배설된 다수의 밸브와, 상기 여과수단의 내부를 세척시 상기 여과수단내에 일정한 압력의 공기를 공급하는 압축공기공급수단을 구비한 수처리용 여과장치로써, 상기 전처리수탱크의 내부에는 전처리수에 함유된 협잡물을 1차적으로 제거하여 상기 여과수단내에서의 오염부하를 줄이도록 제1필터가 배설된 것을 특징으로 한다.

종래 기술에 따르면, 상기 전처리수탱크 및 후처리수탱크에 별도의 필터를 장착하여 여과효율을 극대화하고 세정시간을 획기적으로 단축시키며, 필터를 간단히 분리가능케 결합함으로써 필터의 청소 또는 교환을 용이하게 하고, 마이크로 필터인 제3필터는 처리수의 용도에 따라 다양한 종류로 결합하여 처리수의 처리효율을 높일 수 있다.

그러나, 여전히 비싼 분리막 가격과 역삼투막(逆渗透膜, reverse osmotic membrane)으로 처리하기 위해 분리막 제조사에서 권장하고 있는 탁도, SDI, LSI 등의 까다로운 수질조건으로 인하여 폐수재이용 분야에서는 상당한 제한이 뒤따른다는 실정을 감안할 때, 상기 종래 기술은 해당 제약 조건들을 충족시키기에 턱없이 부족하다.

특히, 종래 기술에서도 언급한 바와 같이, 오일(oil)이 섞인 산업폐수(産業廢水, industrial wastewater)는 유분(油分)을 제거하는 전처리과정(1차 정화공정) 이후 2차 정화공정을 더 실시하게 되는데, 상기와 같은 종래 기술은 오일폐수를 근본적으로 처리하기엔 적합하지 않다.

결국, 지금까지의 수처리장치는 원수(raw feed water)의 사전 화학적 처리(chemical pretreatment)와 막분리기의 화학적 정수(chemical cleaning) 및 최종 생산수(final recovered product water)의 화학적 처리에 대한 필요성이 제기되고 있는 현시점에서, 생활하수를 포함한 각종 산업폐수 재이용에는 처리시스템의 최종 설비인 역삼투막에 유입시키기 위한 수질조건을 만족시키는데 효과적인 전처리기술(前處理技術)이 매우 중요하며, 이와 연관된 관련기술의 연구 개발이 시급히 요구된다.

(문헌 0001) 대한민국 공개실용신안 제20-2000-0017277호(공개일자 : 2000. 09. 25.)

본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 미세기포를 이용하여 원수로부터 대부분의 유분과 이물질을 부상시켜 분리하는 1차정수부의 구축으로, 폐수에 섞인 대부분의 오일성분(유분)을 간단히 분리해낼 수 있도록 하는 폐수처리 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 1차 정화공정을 거친 정수로부터 미량의 유분과 미세 이물질을 걸러내고 정수를 연화시키는 2차정수부의 구축으로, 1차 정화공정을 거친 정수로부터 미량의 유분과 미세 이물질까지 완벽히 걸러낼 수 있도록 하는 폐수처리 시스템을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 담수된 원수 속에 압축공기를 주입, 그로써 발생한 미세기포에 의해 원수에 혼재된 이물질과 유분을 수면 위로 부상시키고 별도 공간으로 이동 분리하는 1차정수부; 상기 1차정수부에 의해 정화된 정수의 여과 및 연화를 위한 2차정수부; 및, 상기 1차정수부 및 상기 2차정수부로의 유체 공급과 이동 및 순환 그리고 배출의 흐름을 이어주는 배관부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 1차정수부는, 원수 속에 공기를 주입하므로 미세기포를 발생시키고 부력에 의한 미세기포의 연직상방운동으로 이물질과 함께 원수에 섞인 유분이 수면 위로 떠오르게 만드는 오일분리장치로써, 상기 오일분리장치는, 정화하고자 하는 일정량의 원수가 유입 담수되는 메인탱크와, 상기 메인탱크 내부공간을 원수의 유입과 담수 그리고 미세기포 발생의 폭기챔버 및, 상기 폭기챔버의 수위 상승시 수면 위 이물질과 유분이 분리 이동 담수되는 분리챔버로 나누는 구획판과, 상기 구획판에 의해 마련된 상기 폭기챔버를 다수의 공간으로 세분화하는 분할판과, 상기 폭기챔버 각각의 저면으로부터 하방으로 연이어지는 다수의 배수관과, 상기 배관부와 이어지며, 각각의 상기 폭기챔버 내에 배치된 상태로 압축공기를 주입하게 된 다수의 제1분기관과, 상기 메인탱크와 이어지며, 각각의 상기 폭기챔버 내에 더 배치된 상태로의 원수 순환을 통해 상기 폭기챔버들 내부에서 와류가 생성되도록 하는 다수의 제2분기관과, 상기 메인탱크에 장착된 상태로 담수량을 측정, 적정 담수량의 초과 또는 미달시 장치구동을 자동적으로 제어하는 레벨스위치가 구성된다.

더하여, 상기 2차정부수는, 상기 제1정수부에서 걸러내지 못한 미량의 유분과 미세 이물질을 여과하는 제1오일필터와, 정수 내 금속성분을 제거하여 센물을 단물로 바꾸는 경수연화장치와, 역삼투압법을 이용하여, 정수에 포함되어 있는 중금속을 포함한 각종 오염물질을 제거하는 멤브레인필터와, 상기 오일분리장치에서 걸러내지 못한 미량의 유분과 미세 이물질을 재차 여과하는 제2오일필터로 구성된다.

또한, 상기 구획판에는, 상기 폭기챔버로부터 이동 담수된 유분 및 이물질의 외부배출을 원활케 하는 경사단부가 하부에 절곡형성되고, 계속된 원수 유입으로 인한 상기 폭기챔버의 담수위 초과시 상기 분리챔버로의 유분과 이물질 승월을 관장하는 승월유도부재가, 높낮이 조절이 가능한 상태로 더 설치되며, 상기 분할판의 하측에는, 상기 구획판에 의해 분할된 각각의 상기 폭기챔버 모두로의 원수 유입 저장이 가능토록 하는 통공이 형성된다.

더하여, 상기 제1분기관의 하말단에는, 압축공기를 원수 속에 분산시켜 미세기포가 발생되도록 하는 다공질 세라믹 관체형의 산기장치가 연결장착된다.

또한, 상기 배관부는, 상기 1차정수부로의 원수 주입에 필요한 원수유입라인과, 상기 1차정수부로의 압축공기 주입에 필요한 공압주입라인과, 상기 1차정수부에 의해 정화된 정수가 상기 1차정수부로 재유입되도록 하는 순환에 필요한 제1순환라인과, 상기 1차정수부 내에서 분리된 유분과 이물질의 외부배출에 필요한 오일배출라인과, 상기 1차정수부로부터의 정수 배출 및 그렇게 배출된 정수의 상기 2차정수부 이송에 필요한 1차배출라인과, 상기 1차정수부 내 원수 또는/및 정수의 임의배수에 필요한 드레인라인과, 상기 제1오일필터를 거친 정수가 상기 경수연화장치와 상기 멤브레인필터로 이동 흐름을 이어가도록 함에 필요한 제2순환라인과, 상기 제1오일필터를 거친 정수가 상기 경수연화장치를 거치지 않고 상기 멤브레인필터로 이동 흐름을 이어가도록 함에 필요한 다이렉트라인과, 상기 멤브레인필터를 거친 순수·초순수의 외부배출에 필요한 최종배출라인으로 구성된다.

이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 본 발명의 폐수처리 시스템은, 미세기포를 이용하여 원수로부터 유분과 이물질을 분리해내는 1차 정화공정을 통해, 폐수에 혼재된 대부분의 오일성분(유분)과 이물질을 보다 효율적으로 걸러낼 수 있는 효과를 가져다 준다.

또한, 마이크로필터를 이용하여 1차 정화된 정수로부터 미량의 유분과 미세 이물질을 걸러내는 한편 경수를 연수로 바꿔주는 2차 정화공정을 통해, 1차 정화된 폐수로부터 미량의 유분과 미세 입자의 이물질까지 보다 완벽하게 걸러낼 수 있고 센물을 단물로 연화시키는 정수의 연화로, 식수를 제외한 산업용수 등으로 재사용하기에 충분한 순수·초순수로 만들어낼 수 있는 효과를 나타낸다.

이와 함께, 전술한 바와 같은 각종 효과 달성을 통해, 폐수처리와 관련된 소요비용을 획기적으로 줄일 수 있고 경제적 효과를 얻을 수 있으며, 아울러 산업폐수 배출시설의 관리와 수질오염물질 배출억제를 위한 기초자료의 마련 및 이를 통한 환경오염의 사전예방과 관련된 산업분야의 발전과 활성화에 크게 기여할 수 있는 아주 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 폐수처리 시스템의 구성관계를 개략적으로 나타낸 시스템구성도.
도 2는 본 발명에 따른 폐수처리 시스템에 있어서, 오일분리장치의 구성관계를 나타낸 측단면도.
도 3a는 본 발명에 따른 폐수처리 시스템에 있어서, 제1순환라인과 오일분리장치 및 산기장치의 구성관계를 나타낸 예시구조도.
도 3b는 본 발명에 따른 폐수처리 시스템에 있어서, 공압주입라인과 오일분리장치의 구성관계를 나타낸 예시구조도.
도 4는 본 발명에 따른 폐수처리 시스템에 의한 폐수처리 공정관계를 함축하여 나타낸 플로차트.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

우선, 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

첨부도면 중 도 1은 본 발명에 따른 폐수처리 시스템의 구성관계를 개략적으로 나타낸 시스템구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 폐수처리 시스템에 있어서 오일분리장치의 구성관계를 나타낸 측단면도이며, 도 3a는 본 발명에 따른 폐수처리 시스템에 있어서 제1순환라인과 오일분리장치 및 산기장치의 구성관계를 나타낸 예시구조도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 폐수처리 시스템에 있어서 공압주입라인과 오일분리장치의 구성관계를 나타낸 예시구조도이며, 도 4는 본 발명에 따른 폐수처리 시스템에 의한 폐수처리 공정관계를 함축하여 나타낸 플로차트이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 폐수처리 시스템은, 담수된 폐수(이하 "원수"라 함) 속에 압축공기를 주입 그로써 발생한 1마이크로미터(um) 이하의 미세기포에 의해 원수에 혼재된 이물질과 오일성분(이하 "유분"이라 함)을 수면 위로 부상(浮上)시키고 구획된 별도 공간으로 분리하는 1차정수부(1)와, 상기 1차정수부(1)에 의해 정화된 원수(이하 "정수"라 함)의 여과(filtering) 및 연화(軟化)하는 2차정수부(2)와, 상기 1차정수부(1) 및 2차정수부(2)로의 유체(流體, fluid) 공급과 이동 및 순환 그리고 배출의 흐름을 이어주는 배관부(3)를 포함한다.

또한, 상기 1,2차정수부(1)(2) 및 배관부(3)에는 원수와 정수 그리고 압축기체 등 유체의 공급과 이동 및 순환 그리고 배출의 압력과 이송의 흐름을 제어하는 부대장치(4)를 더 포함한다.

1차정수부(1)는, 원수에 혼재된 협잡물(挾雜物, concomitant / 유분 및 이물질)을 미세기포로 부상시켜 분리정화하는 수처리장치인 것으로, 물(원수) 속에 공기를 주입하므로 미세기포를 발생시키고 부력에 의한 미세기포의 연직상방운동(鉛直上方運動)으로 이물질과 함께 원수에 섞인 유분이 수면 위로 떠오르게 만드는 오일분리장치(oil separator, 11)이다.

상기 오일분리장치(oil separator, 11)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 정화하고자 하는 일정량의 원수가 유입 담수되는 메인탱크(110)와, 상기 메인탱크(110) 내부공간을 원수의 유입과 담수 그리고 미세기포 발생의 폭기챔버(110a) 및 상기 폭기챔버(110a)의 수위 상승시 수면 위 이물질과 유분이 분리 이동 담수되는 분리챔버(110b)로 나누는 구획판(120)과, 상기 구획판(120)에 의해 마련된 폭기챔버(110a)를 다수의 공간으로 세분화하는 분할판(130)과, 상기 폭기챔버(110a) 각각의 저면으로부터 하방으로 연이어지는 다수의 배수관(140)과, 상기 배관부(3)와 이어지며 각각의 상기 폭기챔버(110a) 내에 배치된 상태로 압축공기를 주입하게 된 다수의 제1분기관(150)과, 상기 메인탱크(110)와 이어지며 각각의 폭기챔버(110a) 내에 더 배치된 상태로의 원수 순환을 통해 각 폭기챔버(110a)에서 와류가 생성되도록 하는 다수의 제2분기관(160)으로 구성된다.

또한, 상기 메인탱크(110)에 장착된 상태로 담수량을 측정, 적정 담수량의 초과 또는 미달시 장치구동을 자동적으로 제어하는 레벨스위치(170)가 구성된다.

상기 구획판(120)에는, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 폭기챔버(110a)로부터 이동 담수된 유분(및 이물질)의 외부배출을 원활케 하는 경사단부(121)가 하부에 절곡형성되고, 계속된 원수 유입으로 인한 폭기챔버(110a) 담수위 초과시 상기 분리챔버(110b)로의 유분과 이물질 승월(昇越, 타고 넘음)을 관장(管掌)하는 승월유도부재(122)가 높낮이 조절이 가능한 상태로 더 설치되어 있다.

상기 분할판(130)의 하측에는, 상기 구획판(120)에 의해 분할된 각각의 상기 폭기챔버(110a) 모두로의 원수 유입 저장이 가능토록 하기 위한 통공(130a)이 형성되어 있다.

상기 제1분기관(150)의 하말단에는, 폭기(曝氣, aeration)가 충분히 이루어지도록 기체(압축공기)를 원수 속에 분산시켜 미세기포가 발생되도록 하는 다공질(多孔質, vesicular, porous) 세라믹 관체형의 산기장치(air diffuser, 151)가 연결장착되어 있다.

상기 레벨스위치(level switch, 170)는, 수면이 저하한 경우 상기 오일분리장치(11)의 운전을 중지시키는 반면 원수의 유입에 의해 상기 폭기챔버(110a)의 수면이 다시 상승된 경우 오일분리장치(11)의 운전이 개시되도록 하는 검출장치이다.

2차정부수(2)는, 상기 1차정수부(1)를 통해 낮은 오염도를 가진 정수를 재활용이 가능한 순수·초순수로 만드는 수처리설비인 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 오일분리장치(11)에서 걸러내지 못한 미량의 유분과 미세 이물질을 여과하는 제1오일필터(21)와, 정수 내 칼슘(Ca)·마그네슘(Mg) 등의 금속성분을 제거하여 센물(경수)을 단물(연수)로 바꾸는 경수연화장치(22)와, 역삼투압법(reverse osmosis)을 이용하여 정수에 포함되어 있는 마이크로미터(um) 크기의 중금속과 바이러스 이온성분 미생물 등의 각종 오염물질을 제거하는 멤브레인필터(23)로 구성된다.

또한, 상기 제1오일필터(21)와 마찬가지로, 상기 오일분리장치(11)에서 걸러내지 못한 미량의 유분과 미세 이물질을 재차 여과하는 제2오일필터(24)가 더 구성됨이 바람직하다.

여기서, 상기 제1오일필터(21) 및 제2오일필터(24)는, 미량의 유분과 미세한 이물질을 여과하가 가능한 마이크로필터(micro-filter)인 것이 바람직하다.

상기 경수연화장치(water softening apparatus, 22)는, 강산성 양이온교환수지를 사용하여 원수 중의 경도성분(Ca 및 Mg 등의 이온)을 치환·제거 경수를 연수로 바꿔주는, 다시 말해 경도(硬度)가 높은 센물을 처리하여 경도가 낮은 단물로 연화하는 수처리장치(水處理裝置)이다.

상기 멤브레인필터(membrane filter, 23)는, 거름면에 콜로이드(colloid)를 통과시키지 않는 반투막(半透膜, semipermeable membrane)을 채용한 것이 바람직하다.

배관부(3)는, 각 공정부(1차정수부, 2차정수부)로의 원수·정수 공급과 이송 그리고 배출과 순환은 물론 원수·정수로부터 분리된 이물질과 유분의 외부배출을 위한 배관(piping)인 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 1차정수부(1)로의 원수 주입에 필요한 원수유입라인(31)과, 상기 1차정수부(1)로의 압축공기 주입에 필요한 공압주입라인(32)과, 상기 1차정수부(1)에 의해 정화된 정수가 오일분리장치(11)로 재유입되도록 하는 순환에 필요한 제1순환라인(33)과, 상기 1차정수부(1)의 오일분리장치(11) 내에서 분리된 유분(및 이물질)의 외부배출에 필요한 오일배출라인(24)을 포함한다.

이와 함께, 상기 오일분리장치(11)로부터의 정수 배출 및 그렇게 배출된 정수의 상기 2차정수부(2) 이송에 필요한 1차배출라인(35)과, 상기 오일분리장치(11) 내 원수 또는/및 정수의 임의배수에 필요한 드레인라인(36)과, 상기 2차정수부(2)의 제1오일필터(21)를 거친 정수가 상기 경수연화장치(22)와 멤브레인필터(23)로 이동 흐름을 이어가도록 함에 필요한 제2순환라인(37)과, 상기 제1오일필터(21)를 거친 정수가 경수연화장치(22)를 거치지 않고 상기 멤브레인필터(23)로 이동 흐름을 이어가도록 함에 필요한 다이렉트라인(38)과, 상기 멤브레인필터(23)를 거친 순수·초순수의 외부배출에 필요한 최종배출라인(39)을 더 포함하여 이루어진다.

부대장치(4)는, 최초의 원수 유입 및 압축공기 주입 그리고 이후의 정수 이동 흐름 발생시 그 원수·정수가 정해진 이송압력과 이송속도를 갖도록 하기 위한 것으로, 상기 원수유입라인(31)에 연계설치된 상태로 원수의 유입 및 이송을 돕는 제1인라인펌프(41)와, 상기 제1순환라인(33)에 연계설치된 상태로 원수·정수의 순환을 돕는 제2인라인펌프(42)와, 상기 1차배출라인(35)에 연계설치된 상태로 상기 오일분리장치(11)로부터 배출된 정수의 상기 2차정수부(2) 이송을 돕는 제3인라인펌프(43)를 포함한다.

또한, 상기 제1순환라인(33)에 연계장착된 상태로 정수의 역류를 차단하는 제1체크밸브(44)와, 상기 제2순환라인(37)에 연계장착된 상태로 정수·순수의 역류를 차단하는 제2체크밸브(45)를 더 포함한다.

그리고, 상기 배관부(3) 전반의 정해진 위치에 연계장착되는바, 유체의 압력을 측정하는 다수의 압력계(46-1), 유체의 유량을 측정하는 다수의 유량계(46-2), 유체의 이동 가부(可否)를 컨트롤하는 다수의 개폐밸브(47)를 더 포함한다.

여기서, 상기 개폐밸브(47)는, 게이트밸브(gate valve), 솔레노이드밸브(solenoid valve) 등 다양한 종류의 것을 필요에 따라 선택적으로 채용함이 바람직하다.

또한, 상기 다이렉트라인(38)에 연결된 상태로 압력을 감지하여 펌프를 구동하거나 펌프의 작동을 자동으로 중단시키는 압력스위치(48)가 더 구성될 수 있다.

미 설명부호, (d)는 상기 승월유도부재의 높낮이를 조절하는 등의 작업수행을 위해 상기 메인탱크의 정해진 부위의 개폐가 가능토록 함에 필요한 도어유니트(door unit)이다.

상기와 같은 구성으로 되는 본 발명에 따른 폐수처리 시스템의 작용을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 배관부(3)의 원수유입라인(31)으로 유입된 원수(폐수)는 상기 부대장치(4)의 제1인라인펌프(41) 구동에 의거, 상기 1차정수부(1)인 오일분리장치(11)의 메인탱크(110) 내부공간으로 담수된다.

이때, 상기 메인탱크(110) 내부공간으로 유입되는 원수는, 메인탱크(110) 내 구획판(120)과 분할판(130)들 구성으로 마련된 상기 폭기챔버(110a)들에 저장되는 것이다.

이와 함께, 상기 배관부(3)의 공압주입라인(32)으로 주입된 압축공기는 각각의 상기 폭기챔버(110a) 내에 배치된 제1분기관(150)을 거쳐 산기장치(151)를 통해 원수 속에서 분산분출되는바, 이로써 각 폭기챔버(110a)에서 수많은 미세기포가 발생하게 되고, 그 미세기포들에 의해 원수에 혼재된 이물질을 포함한 유분이 수면 위로 떠오르게 된다.

이후, 상기 원수유입라인(31)을 통해 메인탱크(110) 내부공간으로 원수의 유입이 지속되고, 그로써 각 폭기챔버(110a)의 수위가 점차적으로 증가하는 것에 따라, 수면 위로 떠올라 있는 유분(및 이물질)이 상기 구획판(120)을 타고 넘어 상기 메인탱크(110) 내 분리챔버(110b)로 이동 저장되는 과정에 의거, 원수로부터 이물질은 물론이거니와 유분이 간단히 분리되는 1차 정화공정이 이루어진다.

또한, 상기 메인탱크(110)와 연결된 상기 배관부(3)의 제1순환라인(31)을 통해 메인탱크(110)로 정수가 재유입되는 순환 흐름을 이어가게 되는 것에 따라, 상기 1차정수부(1)에 의한 원수 또는/및 정수의 반복적 정화는 물론 상기 메인탱크(110) 내부공간에서의 이물질 및 유분 분리작용을 극대화하는 와류의 생성이 가능하다.

계속해서, 상기 오일분리장치(11)에 의해 원수·정수로부터 분리되어 상기 분리챔버(1110b)로 이동 저장된 이물질과 유분은 상기 배관부(3)의 오일배출관(180)을 통해 외부로 배출시켜 별도로 수집하게 된다.

그리고, 상기 오일분리장치(11)를 통해 1차 정수처리된 정수는, 상기 배관부(3)의 오일배출라인(34)을 통해 상기 메인탱크(110)로부터 배출된 후 2차정수부(2)로 이송 공급되어 재차 정화되는바, 상기 2차정수부(2)로 이송되는 정수는 상기 부대장치(4)의 제3인라인펌프(43) 구동에 의거 제1오일필터(21)를 거치게 되고, 상기 배관부(3)의 제2순환라인(37)을 따라 경수연화장치(22)와 제2오일필터(24) 및 멤브레인필터(23)를 차례로 거치는 이동 흐름을 이어가거나 또는 상기 배관부(3)의 다이렉트라인(38)을 따라 상기 멤브레인필터(24)를 거치는 이동 흐름을 이어갈 수 있으며, 그러한 과정에서 상기 제1정수부(1)에서 완전히 걸러지지 아니한 미량의 유분과 미세 이물질이 필터링됨과 아울러 센물을 단물로 바꾸는 연화에 따라 순수 또는 초순수로 정화되는 2차 정화공정이 이루어진 다음, 상기 배관부(3)의 최종배출라인(39)을 통해 외부로 배출되는 것으로 재사용이 가능하다.

정리하자면, 본 발명에 따른 폐수처리 시스템에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 1차정수부(1)의 오일분리장치(11)를 이용한 원수의 1차 정화공정을 통해, 산업폐수(원수)에 혼재된 대부분의 오일성분(유분)과 함께 이물질을 보다 효율적으로 걸러냄이 가능한 효과를 거둘 수 있다.

이와 함께, 상기 1차 정화공정을 거친 정수를 2차정수부(2)의 제1,2오일필터(21)(24)와 멤브레인필터(23) 그리고 상기 경수연화장치(22)를 이용한 2차 정화공정을 통해, 정수로부터 미량의 유분과 미세 이물질까지 걸러냄이 가능함과 아울러 센물을 단물로 바꾸는 연화로 식수를 제외한 산업용수 등으로 재사용하기에 충분한 순수·초순수로 만들어냄이 가능한 효과를 거둘 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정과 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 제1정수부, 2 : 제2정수부
3 : 배관부, 11 : 오일분리장치
4 : 부대장치, 21 : 제1오일필터
22 : 경수연화장치, 23 : 멤브레인필터
24 : 제2오일필터, 31 : 원수유입라인
32 : 공압주입라인, 33 : 제1순환라인
34 : 오일배출라인, 35 : 1차배출라인
36 : 드레인라인, 37 : 제2순환라인
38 : 다이렉트라인, 39 : 최종배출라인
41 : 제1인라인펌프, 42 : 제2인라인펌프
43 : 제3인라인펌프, 44 : 제1체크밸브
45 : 제2체크밸브, 46-1 : 압력계
46-2 : 유량계, 47 : 개폐밸브
48 : 압력스위치, 110 : 메인탱크
110a : 폭기챔버, 110b : 분리챔버
120 : 구획판, 121 : 경사단부
122 : 승월유도부재, 130 : 분할판
130a : 통공, 140 : 배수관
150 : 제1분기관, 151 : 산기장치
160 : 제2분기관, 170 : 레벨스위치
180 : 오일배출관

Claims

담수된 원수 속에 압축공기를 주입, 그로써 발생한 미세기포에 의해 원수에 혼재된 이물질과 유분을 수면 위로 부상시키고 별도 공간으로 이동 분리하는 1차정수부;
상기 1차정수부에 의해 정화된 정수의 여과 및 연화를 위한 2차정수부; 및,
상기 1차정수부 및 상기 2차정수부로의 유체 공급과 이동 및 순환 그리고 배출의 흐름을 이어주는 배관부;를 포함하되,
상기 1차정수부는, 원수 속에 공기를 주입하므로 미세기포를 발생시키고 부력에 의한 미세기포의 연직상방운동으로 이물질과 함께 원수에 섞인 유분이 수면 위로 떠오르게 만드는 오일분리장치로써,
상기 오일분리장치는, 정화하고자 하는 일정량의 원수가 유입 담수되는 메인탱크와,
상기 메인탱크 내부공간을 원수의 유입과 담수 그리고 미세기포 발생의 폭기챔버 및, 상기 폭기챔버의 수위 상승시 수면 위 이물질과 유분이 분리 이동 담수되는 분리챔버로 나누는 구획판과,
상기 구획판에 의해 마련된 상기 폭기챔버를 다수의 공간으로 세분화하는 분할판과,
상기 폭기챔버 각각의 저면으로부터 하방으로 연이어지는 다수의 배수관과,
상기 배관부와 이어지며, 각각의 상기 폭기챔버 내에 배치된 상태로 압축공기를 주입하게 된 다수의 제1분기관과,
상기 메인탱크와 이어지며, 각각의 상기 폭기챔버 내에 더 배치된 상태로의 원수 순환을 통해 상기 폭기챔버들 내부에서 와류가 생성되도록 하는 다수의 제2분기관과,
상기 메인탱크에 장착된 상태로 담수량을 측정, 적정 담수량의 초과 또는 미달시 장치구동을 자동적으로 제어하는 레벨스위치가 구성됨을 특징으로 하는 폐수처리 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 2차정수부는, 상기 1차정수부에서 걸러내지 못한 미량의 유분과 미세 이물질을 여과하는 제1오일필터와,
정수 내 금속성분을 제거하여 센물을 단물로 바꾸는 경수연화장치와,
역삼투압법을 이용하여, 정수에 포함되어 있는 중금속을 포함한 각종 오염물질을 제거하는 멤브레인필터와,
상기 오일분리장치에서 걸러내지 못한 미량의 유분과 미세 이물질을 재차 여과하는 제2오일필터로 구성됨을 특징으로 하는 폐수처리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 구획판에는, 상기 폭기챔버로부터 이동 담수된 유분 및 이물질의 외부배출을 원활케 하는 경사단부가 하부에 절곡형성되고,
계속된 원수 유입으로 인한 상기 폭기챔버의 담수위 초과시 상기 분리챔버로의 유분과 이물질 승월을 관장하는 승월유도부재가, 높낮이 조절이 가능한 상태로 더 설치되며,
상기 분할판의 하측에는, 상기 구획판에 의해 분할된 각각의 상기 폭기챔버 모두로의 원수 유입 저장이 가능토록 하는 통공이 형성됨을 특징으로 하는 폐수처리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1분기관의 하말단에는, 압축공기를 원수 속에 분산시켜 미세기포가 발생되도록 하는 다공질 세라믹 관체형의 산기장치가 연결장착됨을 특징으로 하는 폐수처리 시스템.
제3항에 있어서,
상기 배관부는, 상기 1차정수부로의 원수 주입에 필요한 원수유입라인과,
상기 1차정수부로의 압축공기 주입에 필요한 공압주입라인과,
상기 1차정수부에 의해 정화된 정수가 상기 1차정수부로 재유입되도록 하는 순환에 필요한 제1순환라인과,
상기 1차정수부 내에서 분리된 유분과 이물질의 외부배출에 필요한 오일배출라인과,
상기 1차정수부로부터의 정수 배출 및 그렇게 배출된 정수의 상기 2차정수부 이송에 필요한 1차배출라인과,
상기 1차정수부 내 원수 또는/및 정수의 임의배수에 필요한 드레인라인과,
상기 제1오일필터를 거친 정수가 상기 경수연화장치와 상기 멤브레인필터로 이동 흐름을 이어가도록 함에 필요한 제2순환라인과,
상기 제1오일필터를 거친 정수가 상기 경수연화장치를 거치지 않고 상기 멤브레인필터로 이동 흐름을 이어가도록 함에 필요한 다이렉트라인과,
상기 멤브레인필터를 거친 순수·초순수의 외부배출에 필요한 최종배출라인으로 구성됨을 특징으로 하는 폐수처리 시스템.
제3항에 있어서,
상기 제1오일필터 및 상기 제2오일필터는, 미량의 유분과 미세 이물질의 여과가 가능한 마이크로필터를 채용한 것임을 특징으로 하는 폐수처리 시스템.
제3항에 있어서,
상기 경수연화장치는, 강산성 양이온교환수지를 사용하여 원수 중의 경도성분을 치환·제거, 센물을 단물로 바꿔주게 된 것임을 특징으로 하는 폐수처리 시스템.
제3항에 있어서,
상기 멤브레인필터는, 거름면에 콜로이드를 통과시키지 않는 반투막을 채용한 것임을 특징으로 하는 폐수처리 시스템.