KR102046833B1 - 사계절 다목적 중수도 정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사계절 다목적 중수도 정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하수도, 빗물, 화장실, 하천용수, 오염 지하수와 같이 활용 가능한 용수를 분리 정화하여 계절에 상관없이 중수도로 재활용할 수 있는 사계절 다목적 중수도 정화장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 정화되기 전 하수도, 빗물, 화장실, 하천용수, 오염 지하수 중 둘 이상의 수원이 수집되는 수원 수집부와; 상기 수원 수집부로 수집된 수원에 포함된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 분리하고, 분리된 용수를 정화하여 배출 순환하는 정화부와; 상기 정화부에서 분리된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 건조하는 건조부와; 상기 건조부에 의해 건조된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 파쇄 및 압축하여 연료화하는 연료변환부;로 구비됨을 특징으로 한다.

Description

사계절 다목적 중수도 정화장치{Multipurpose Middle Water Purification Unit}

본 발명은 사계절 다목적 중수도 정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하수도, 빗물, 화장실, 하천용수, 오염 지하수와 같이 활용 가능한 용수를 분리 정화하여 계절에 상관없이 중수도로 재활용할 수 있는 사계절 다목적 중수도 정화장치에 관한 것이다.

일반적으로, 중수도란 한번 사용한 수돗물이나 빗물 등을 생활용수, 공업용수 등으로 재활용할 수 있도록 다시 처리하는 시설을 말한다.

최근 물기근현상과 지구온난화로 인하여 물사용에 대한 어려움을 전세계적으로 겪고 있는 실정으로, 물은 인간이 생활을 유지함에 있어서 반드시 필요한 자원으로써 현재 전 세계의 물 부족현상 및 오염으로 인하여 현실적으로 사용 가능한 수자원의 확보는 매우 어려운 상황이다.

특히, 우리나라는 연 강수량의 70%가 여름철에 집중되고 계절별. 지역별 편중 및 대부분 하천의 높은 하상계수에 의해 유량이 일시에 바다로 소실되기 때문에 수자원의 효율적 이용이 어려운 실정으로 가뭄이 장기화될 경우 극심한 물부족 사태가 일어날 수 있다.

최근에는 물 부족 현상에 대비하여 효율적인 물의 관리와 대체수자원의 확보 및 활용방안이 요구되며, 그에 대한 대안으로서 하수도, 빗물, 오염 지하수, 하천수, 화장실 용수 등과 같은 대체수자원을 효과적으로 정화하여 재이용하는 방법들이 다각적으로 검토되고 있다.

이를 위하여 기존의 하수도를 여과공정 또는 활성미생물에 의한 생물학적 처리공정으로 처리하여 중수도로 활용하는 방법, 빗물을 집수하여 효과적으로 처리하여 재사용하는 방법, 하천수를 처리하여 대체수자원으로 활용하는 방법 등의 많은 기술들이 고안되어 적용되고 있으나,

이러한 대부분의 기술들은 단일 수원에 대하여 중수도로 활용할 수 있는 방법들로써, 다양한 수원을 중수도로 활용하는 방법으로 적용하기에는 기술적 또는 효율적인 측면에서 문제점을 갖고 있다.

그 한 예로, 화장실에 있어 발생되는 분뇨 및 용수는 많은 비용을 들여 하수시설 및 급수시설을 설치하여 화장실을 운용하거나, 용수탱크 및 급수탱크를 설치하여 정기적으로 진공수거차량을 이용 용수탱크내의 용수를 수거하거나, 또는 자연 발효식 화장실 혹은 정화장치를 설치하여 일부의 용수를 방류하는 방식으로 운영되고 있다.

이에 따라 상/하수 시설에 따른 많은 비용발생, 불안전한 정화 방출로 환경오염원인 제공, 정기적 수거에 따른 관리 비용 발생, 비위생적 상태에 따른 악취 및 해충발생 등의 문제가 발생되고 있다.

특히 상/하수 시설이 어려운 지역, 자연통풍이 잘 안 되는 지역, 주변하천 오염의 엄격한 관리지역, 자연보호를 위해 토목공사 제한 지역 등에서는 기존화장실 운용으로는 많은 어려움을 격고 있는 실정이다.

또 일부 무급수, 무방류 화장실이 설치되고 있으나, 공법 및 시스템상 초기에는 안정적으로 가동되고 있으나 시간이 지나면서 여재의 재처리문제가 발생하고 휠터방식에서의 막힘 등으로 인하여 효율성이 현격히 저하되기도 한다.

특히, 주로 야외에 설치되는 화장실에 설치되는 수세식변기로부터 배출되는 용수는 부영양화의 원인이 되는 물질인 질소와 인이 다량으로 함유되어 있으므로 악취가 발생하게 되다.

이와 같이 화장실에서 배출되는 용수에 포함된 질소와 인은 미생물의 활동 및 증식을 위한 단백질과 핵산합성의 필수 영양소로 작용하게 되고, 잔류분은 제거되거나 방류되며, 이와같이 잔류분의 질소와 인이 자연에 방류되어 수질 및 대지를 오염시키는 주범이다.

통상적으로 용수처리 방식은 용수에 포함된 질소와 인 및 악취를 제거하기 위해 생물학적 정화처리공정 또는 화학적 정화처리공정을 실시하게 되지만, 화장실에서 발생하는 용수를 정화하는 방법은 대체로 생물학적 정화 처리공정을 채택하고 있다.

종래의 용수정화처리장치(또는 방법)로서는 국내의 실용신안등록번호 제10-321856호(무수 변기를 이용한 소멸식 정화장치), 등록특허 제10-0727577호(무방류 순환수세식 화장실 용수처리시스템), 등록특허 제10-0912603호(이동식 무방류 분뇨 및 용수 고도처리장치), 등록특허 제10-1028516호(순환수세 발효식 화장실), 등록특허 제10-1113090호(순환식 무 방류 분뇨처리방법) 등이 알려져있다.

실용신안등록번호 제10-321856호(무수 변기를 이용한 소멸식 정화장치)는, 무수변기에 저류조가 연결되고 상기 저류조에는 커터펌프가 설치된 연결관이 연결되며 연결관의 선단부에는 폭기조가 연결된 것으로서, 용수를 정화하기 위한 수단이 단순히 폭기조에 충진한 상태에서 자연적으로 이루어지게 되므로 질소와 인 및 악취의 제거가 온전하게 이루지지 못하고 용수에 대한 정화능력이 현저히 떨어진다.

등록특허 제10-0727577호(무방류 순환수세식 화장실 용수처리시스템)는, 저류조, 고도처리조, 호기반응조, 생물반응조, 유량조정조, 탈색조, 처리수조 등을 순차적으로 연결하여 하나의 시스템을 구성하되, 스크린에 의해 분리된 용수를 펌프에 의해 펌핑하여 순차적으로 순환시키면서 산기관(에어공급장치)에 의해 에어를 공급하고 여과장치에 의해 여과하는 과정을 반복적으로 실시하여 정화가 이루어지도록 된 것이다.

그러나, 이는 산기관(에어공급장치)에 의해 에어를 공급할 때에 특정한 위치에 설치된 에어노즐에서 방사상으로 단순 분사시키므로 용수에 공기(산소)를 효율적으로 공급하지 못하여 미생물을 활성화시킬 수 없고, 면적이 극히 적은(좁은) 필터를 통과시키면서 단순하게 필터링하면서 정화시키므로 필터가 오염되면 필터능력과 능률이 현전히 떨어져 정화능력을 상실하게 된다.

등록특허 제10-0912603호(이동식 무방류 분뇨 및 용수 고도처리장치)는, 용수가 제1 호기반응조, 제2 호기반응조, 제1 고도처리조, 제2 고도처리조, 유량조정조, 우드칩 미생물반응조, 탈색여과조를 순차적으로 통과하여 처리수 침전조에 저장되도록 된 것이다.

그러나, 산기관(에어공급장치)에 의해 에어를 공급할 때에 특정한 위치에 설치된 에어노즐에서 방사상으로 단순 분사시키므로 용수에 공기(산소)를 효율적으로 공급하지 못하여 미생물을 활성화시킬 수 없고, 면적이 극히 적은(좁은) 탈질 및 탈인용 입체메디아가 충진 메디아통을 통과하여 단순하게 필터링하면서 정화시키므로 필터가 오염되면 필터능력과 능률이 현전히 떨어져 정화능력을 상실하게 된다.

등록특허 제10-1028516호(순환수세 발효식 화장실)는, 변기의 하측에 분뇨액상분리기를 설치하여 분뇨를 분리고, 분리발효조에 설치된 분뇨액상분리기(발효경사판)에서 고형분을 분리하며, 분뇨액상분리기에서 분리된 액상분에 산소를 공급하여 폭기처리하는 전처리수단을 실행하며, 전처리수단에서 처리된 액상분을 살균처리하는 후 처리수단을 실행한 후에 상기 변기 일정량의 전화된 물을 공급하도록 된 것이다.

그러나, 이는 전처리를 실시할 때에 제1폭기조에서 에어(산소)를 단순하게 공급하므로 미생물을 활성화시킬 수 없고, 제2폭기조에서는 여재에 의해 반응을 유도하도록 하고 있으나 액상분의 체류시간을 증대시키기 위하여 판형 여재(Media)를 충전하였으므로 공간이 협소하여 미생물에 산소가 원활하게 공급되지 못하고 따라서 미생물도 온전하게 번식되지 못하여 정화능력도 떨어지게 된다.

등록특허 제10-1113090호(순환식 무 방류 분뇨처리방법)는, 화장실에서 배출되는 분뇨와 용수를 정화처리하기 위한 순환식 무 방류 분뇨처리방법에 있어서, 물리적, 생물학적으로 유기성 부유물질 및 부영양화의 원인 물질인 질소, 인 등을 호기생물반응조에서 처리하면서 처리수를 여과처리할 때에 여과기의 하측에서 에어(산소)를 공급하면서 미생물을 활성화시키도록 하고 있으나, 용수에 공기(산소)를 효율적으로 공급하지 못하여 미생물을 활성화시킬 수 없고, 그로 인해 정화능력이 현저히 떨어진다.

아울러, 기존의 화장실에 적용되는 중수도 정화장치는 화장실용으로만 한정될 뿐 여러 수자원에 적용하기 용이하지 않은 문제점이 있다.

또한, 빗물의 경우 단순히 빗물을 저장하여 재사용하는 경우가 많으나, 빗물의 장시간 저장 및 대기오염에 의한 오염, 빗물의 수거 저장시 유입되는 오염물질에 의한 오염으로 저장된 빗물을 바로 재사용하기 용이하지 않아 저장된 빗물을 별도로 정화하여야 하는 문제점이 있다.

그리고, 하수도에서 발생하는 용수의 경우 더욱더 고도의 정화를 이루어야 하며, 하천용수는 녹조와 같은 환경문제에 의해 정화가 필요하다.

아울러, 정화시 발생하는 이물질의 수거 및 배출이 용이하지 않으며, 계절에 따라 수거된 용수 및 이물질이 쉽게 부폐하여 발생하는 악취 또는 낮은 기온에 의해 수거된 용수의 동결에 의해 정화가 용이하지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 하수도, 빗물, 화장실, 하천용수, 오염 지하수와 같이 활용 가능한 용수를 분리 정화하여 계절에 상관없이 중수도로 재활용할 수 있는 사계절 다목적 중수도 정화장치를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 사계절 다목적 중수도 정화장치에 있어서, 정화되기 전 하수도, 빗물, 화장실, 하천용수, 오염 지하수 중 어느 하나 또는 둘 이상의 수원이 수집되는 수원 수집부와; 상기 수원 수집부로 수집된 수원에 포함된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 분리하고, 분리된 용수를 정화하는 정화부와; 상기 정화부에서 분리된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 건조하는 건조부와; 상기 건조부에 건조된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 연료화하는 연료변환부;로 구비됨을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 수원 수집부는 정화장치 주변의 화장실, 하수도, 하천, 오염 지하수를 일정량 이상 적재시 이를 진공흡입으로 흡입하여 수집하게 구비됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 정화부는 수원 수집부에서 수집된 용수에 포함된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 일정시간 저정하여 분리하는 분리침전조와; 상기 분리 침전조에서 분리된 용수가 유입되어 미생물에 의해 정화되는 미생물 정화조와; 상기 미생물 정화조에 의해 정화된 용수의 탈색 및 악취제거를 이루어 중수도로 정화하는 중수도 정화조와; 상기 중수도 정화조에 의해 정화된 중수도가 적재되어 중수도의 용도에 따라 배출 순환하는 순환조;로 구비됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 분리 침전조는 하부가 경사를 이루고, 상부가 개방된 탱크 형태를 이루어 슬러지와 분뇨 및 이물질이 경사를 따라 하부 중앙으로 적재되며, 상부의 용수는 일정량 이상의 적재시 넘침되어 미생물 정화조로 유입되게 구비됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 미생물 정화조 및 중수도 정화조에 의한 정화과정을 적어도 한번 또는 둘 이상 이루어져 용수의 수질상태에 따라 정화과정을 반복하게 구비됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 미생물 정화조 또는 중수도 정화조는 탱크 형태를 이루며, 하부 내측 상부로 다수의 에어 배출관이 배열고정되어 에어 배출관을 통해 에어가 배출되고, 상기 에어 배출관 상부로 다수의 미생물 활성부재 또는 용수 정화부재가 일정한 간격으로 적층 수납되게 적재관이 다수 구비되어 상기 적재관 상부로 미생물 활성부재 또는 용수 정화부재가 다수 적층되게 구비됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 건조부는 상기 정화부에서 슬러지와 분뇨 및 이물질을 분리하기 위한 수직 승강수단과; 상기 수직 승강수단에 의해 수거된 슬러지와 분뇨 및 이물질에 포함된 용수를 수평이동하여 분리하는 수평 분리수단과; 상기 수평 분리수단에서 분리된 용수를 수거 정화부로 재이송하는 용수 이동수단과; 상기 분리수단에서 분리된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 건조하는 건조수단;으로 구비됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 건조부는 분리된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 태양광에 의한 자연건조 또는 가열수단에 의해 가열건조 중 어느 하나를 선택 또는 동시에 이루게 구비됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 연료 변환부는 건조부에 의해 건조된 슬러지와 분뇨 및 이물질이 수집, 파쇄, 압축되어 펠릿화 하여 적재 또는 건조부로 공급됨이 바람직하다.

본 발명에 따른 사계절 다목적 정화장치는 하수도, 빗물, 화장실, 하천용수, 오염 지하수와 같이 활용 가능한 용수를 분리 정화하여 계절에 상관없이 중수도로 재활용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 수집된 용수에 포함된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 분리 건조하여 연료로 재활용할 수 효과가 있다.

또한, 요구되는 용수의 사용처에 따른 용수의 수질을 용이하게 구분정화하여 공급함으로 불필요한 수처리 비용을 절감할 수 있다.

또한, 대용량의 상수도 정화 시설을 최소화하고, 대용량의 용수 수집 및 이동을 위한 시설이 불필요한 효과가 있다.

또한, 정화장치 주변의 여러 용수를 수집 정화하여 재사용함으로 상수도 의존률을 낮추고, 하수 발생을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 사계절 다목적 중수도 정화장치를 개략적으로 도시한 구성도.
도 2는 정화부에 의해 용수가 정화되는 상태를 개략적으로 도시한 사용상태도.
도 3은 정화부의 분리침전조에 분리된 슬러지와 분뇨 및 이물질이 건조부에 의해 건조되는 상태를 개략적으로 도시한 사용상태도.
도 4는 건조부에 의해 건조된 슬러지와 분뇨 및 이물질이 연료변화부에 의해 변화되어 재사용되는 상태를 개략적으로 도시한 사용상태도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 사계절 다목적 중수도 정화장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

그리고 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 사계절 다목적 중수도 정화장치를 개략적 도시한 구성도이고, 도 2는 정화부에 의해 용수가 정화되는 상태를 개략적으로 도시한 사용상태도이고, 도 3은 정화부의 분리침전조에 분리된 슬러지와 분뇨 및 이물질이 건조부에 의해 건조되는 상태를 개략적으로 도시한 사용상태도이며, 도 4는 건조부에 의해 건조된 슬러지와 분뇨 및 이물질이 연료변화부에 의해 변화되어 재사용되는 상태를 개략적으로 도시한 사용상태도이다.

본 발명에 따른 사계절 다목적 중수도 정화장치(이하 정화장치라 칭함)(10)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 정화되기 전 하수도, 빗물, 화장실, 하천용수, 오염 지하수 중 어느 하나 또는 둘 이의 수원이 수집되는 수원 수집부(20)가 구비된다.

그리고, 상기 수원 수집부(20)로 수집된 수원에 포함된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 분리하고, 분리된 용수를 정화하는 정화부(100)와, 상기 정화부(100)에 분리된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 건조하는 건조부(200)와, 상기 건조부(200)에서 건조된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 연료화하는 연료변환부(300)로 구비된다.

상기 수원 수집부(20)는 정화장치 주변에 분포된 화장실, 하수도, 하천, 오염 지하수를 일정량 이상 적재시 이를 진공흡입으로 흡입하여 수집하게 구비됨이 바람직하다.

그 한 예로, 상기 수원 수집부(20)는 정화를 위하여 일정량 수집 이동되는 공지의 정화조, 하수처리장, 빗물펌프장, 하천, 지하수 펌프장 등에 저장 또는 수집된 용수를 공지의 진공흡입 장치로 일정량을 수집하여 정화부(100)의 분리침전조(120)로 공급하게 구비됨이 바람직하다.

상기 정화부(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 수원 수집부(20)에서 수집된 용수에 포함된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 일정시간 저장하여 분리하는 분리침전조(120)가 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 분리 침전조(120)에서 분리된 용수가 유입되어 미생물에 의해 정화되는 미생물 정화조(140)와, 상기 미생물 정화조(140)에 의해 정화된 용수의 탈색 및 악취제거를 이루어 중수도로 정화하는 중수도 정화조(160)가 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 중수도 정화조(160)에 의해 정화된 중수도가 적재되어 중수도의 용도에 따라 배출 순환하는 순환조(180)로 구비됨이 바람직하다.

그 한 예로, 상기 분리 침전조(120)는 하부가 경사를 이루고, 상부가 개방된 탱크 형태를 이루어 슬러지와 분뇨 및 이물질이 경사를 따라 하부에 중앙으로 적재되되는, 슬러지 분리공간(122)이 구비되며, 상부의 용수는 일정량 이상의 적재시 넘침되어 미생물 정화조(140)로 유입되게 구비됨이 바람직하다.

아울러, 하부에 밸브(124)가 더 구비되어 청소시 적재된 분뇨 및 용수를 배출하게 구비됨이 바람직하다.

아울러, 상기 미생물 정화조(140) 및 중수도 정화조(160)에 의한 정화과정을 적어도 한번 또는 두번 이상 수행하도록 구성되어 용수의 수질상태에 따라 정화과정을 반복하게 구비됨이 바람직하다.

상기 미생물 정화조(140)는 수거된 용수가 미생물에 의해 정화되게 탱크 형태를 이룸이 바람직하며, 하부 내측 상부로 다수의 에어 배출관(142)이 배열고정되어 에어 배출관(142)을 통해 에어가 미생물 정화조(140) 내로 배출됨이 바람직하다.

아울러, 상기 에어 배출관(142) 상부로 다수의 미생물 활성부재(146)가 일정한 간격으로 적층 수납되게 구비됨이 바람직하다.

그 한 예로, 상기 미생물 활성부재(146)가 적재되는 적재관(144)이 다수 구비되어 상기 적재관(144) 상부로 미생물 활성부재(146)가 다수 적층되게 구비됨이 바람직하다.

아울러, 상기 미생물 활성부재(146)는 미생물 생육이 용이한 활성탄, 바이오우드칩, 균주체 바이오블럭 혼합체, 굴패각, 다공질 화산석, 맥반석, 석회, 황토, 맥반석분말, 활성탄분말, 제오라이트분말, 일라이트분말 중 어느 하나 이상이 부착된 부직포 형태로 구비됨이 바람직하다.

아울러, 상기 미생물 정화조(140) 하부에 미생물에 의해 정화된 용수를 펌핑하여 중수도 정화조(160)으로 이동하는 펌핑수단(148)이 더 구비됨이 바람직하다.

상기 중수도 정화조(160)는 미생물에 의해 정화된 용수의 탈색 및 악취를 제거하기 위한 탱크 형태를 이룸이 바람직하며, 하부 내측 상부로 다수의 에어 배출관(162)이 배열고정되어 에어 배출관(162)을 통해 에어가 중수도 정화조(160) 내로 배출됨이 바람직하다.

아울러, 상기 에어 배출관(162) 상부로 다수의 용수 정화부재(166)가 일정한 간격으로 적층 수납되게 구비됨이 바람직하다.

그 한 예로, 상기 용수 정화부재(166)가 적재되는 적재관(164)이 다수 구비되어 용수 정화부재(166)가 다수 적층되게 구비됨이 바람직하다.

아울러, 상기 용수 정화부재(166)는 용수의 탈색 및 악취제거에 용이한 활성탄, 굴패각, 다공질 화산석, 맥반석, 석회, 황토, 맥반석분말, 활성탄분말, 제오라이트분말, 일라이트분말 중 어느 하나 이상이 부착된 부직포 형태로 구비됨이 바람직하다.

아울러, 상기 중수도 정화조(160) 하부에 용수 정화부재(166)에 의해 탈색 및 악취가 제거된 중수도를 펌핑하여 순환조(180)로 이동하는 펌핑수단(168)이 더 구비됨이 바람직하다.

상기 순환조(180)는 중수도 정화조(160)를 통해 정화된 중수도를 일정량 저장하는 공지의 탱크 형태로 구비됨이 바람직하다.

아울러, 상기 순환조(180) 상부에는 저장된 중수도의 화학처리를 위한 화학재 투입구(182)가 구비되고, 하부에 저장된 중수도를 펌핑하여 순환 배출하는 펌핑수단(184)이 구비됨이 바람직하다.

상기 건조부(200)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 정화부(100)에서 슬러지, 배변, 이물질을 분리하기 위한 수직 승강수단(220)이 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 수직 승강수단(220)에 의해 수거된 슬러지, 배변, 이물질에 포함된 용수를 수평이동하여 분리하는 수평 분리수단(240)이 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 수평 분리수단(240)에서 분리된 용수를 수거하여 정화부(100)로 재이송하는 용수 이동수단(260)이 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 수평 분리수단(240)에서 분리된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 건조하는 건조수단(260)으로 구비됨이 바람직하다.

상기 수직 승강수단(220)은 정화부(100)의 분리침전조(120)에 구비된 슬러지 저장공간(122)에 수직으로 설치되어 적재된 분뇨 및 용수를 수직상승 하게 구비된다.

그 한 예로, 수집 적재된 분뇨 및 용수를 상부로 승강하기 위한 승강부재(222)가 적어도 하나 또는 하나 이상 구비됨이 바람직하다.

상기, 승강부재(222)는 원통형의 수직관(224)에 스크류(226)가 회전되게 구비되며, 하부 끝단은 정화부(100)의 분리 침전조(120)에 내에 침수되어 분리 침전조(120)의 하부에 침전된 분뇨를 스크류(226)의 회전에 의해 상부로 이송하게 구비됨이 바람직하다.

또한, 상기 승강부재(222)의 상부 끝단은 수평 분리수단(240)와 상호 연결되게 수직관(224) 일측이 개방되어 승강된 분뇨가 수평 분리수단(260)로 이동되게 구비됨이 바람직하다.

상기 수평 분리수단(240)는, 수직 승강수단(220)에 의해 승강된 분뇨 및 용수를 수평이동하며, 분뇨 및 용수를 분리하게 구비된다.

그 한 예로, 상기 수평 분리수단(240)는 상기 수직 승강수단(220)에서 승강된 분뇨 및 용수가 수평이동하며 용수가 자연 낙하를 이루고 고형의 이물질 및 분뇨는 분리 이동하는 수평이동부재(242)가 적어도 하나 또는 하나 이상 구비되며, 상기 수평이동부재(242) 하부에 낙하되는 용수를 수집 이동하게 경사를 이룬 용수 이동수단(260)가 구비됨이 바람직하다.

아울러, 상기 수평이동부재(242)는 원통형의 수평관(244)에 스크류(246)가 회전되게 구비되며, 상기 수평관(244)의 하부는 다수의 관통공(248)이 구비되어 스크류(246)의 회전시 분뇨 및 이물질은 수평이동되며, 용수는 관통공(248)을 통해 자연 배출되게 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 수평이동부재(242)에 의해 분뇨와 분리된 용수는 수평이동부재(242)의 하부에 구비된 용수 이동수단(260)를 따라 정화부(100)의 분리 침전조(120)로 이동됨이 바람직하다.

아울러, 상기 수평이동부재(242)의 일측 끝단은 수직 승강수단(220)와 상호 연결되게 구비되며, 타측 끝단은 건조수단(280)과 상호 연결되게 구비됨이 바람직하다.

상기 건조수단(280)은, 상기 수평 분리수단(260)에서 분리된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 태양광에 의한 자연건조 또는 가열수단에 의한 가열건조 중 어느 하나를 선택 또는 동시에 이루게 구비됨이 바람직하다.

그 한 예로, 상기 건조수단(280)은 수평 분리수단(260)에서 분리된 슬러지와 분뇨 및 이물질의 건조를 이루는 건조 공간(282)이 구비되며, 상기 건조 공간(282)의 상부는 태양광이 유입되게 투명창(284)이 구비되며, 경사를 이루어 컴베이어 방식으로 회전되는 건조부재(286)가 구비되고, 상기 건조부재(286) 하부에 가열부재(288)가 구비됨이 바람직하다.

상기 건조부재(286)는 금속재질의 컨베이어로 구비됨이 바람직하다.

상기 가열부재(288)은 공지의 전기 또는 석탄 또는 목재 또는 펠릿의 연소에 의해 건조부재(286)를 가열하여 상기 건조부재(286)에 의해 이동되는 슬러지와 분뇨 및 이물질의 수분을 증발건조하게 구비됨이 바람직하다.

상기 연료 변환부는(300)는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 건조부(200)에 의해 건조된 슬러지, 배변, 이물질이 수집, 파쇄, 압축되어 펠릿화 하여 적재 또는 건조부(200)로 공급되게 구비됨이 바람직하다.

그 한 예로 상기 연료 변환부는 건조수단(280)에 분리 이송된 건조된 고형의 슬러지와 분뇨 및 이물질을 압축 건조하는 압축수단(320)에 의해 압축하여 고형물을 이루게 구비됨이 바람직하다.

아울러, 압축수단(320)에 의해 압축된 고형물을 파쇄하는 파쇄수단(340)과, 파쇄된 고형물을 펠릿형태로 성형 적재하는 펠릿 가공수단(360)이 구비됨이 바람직하다.

아울러, 상기 펠릿 가공수단(360)에 의해 가공된 펠릿을 적재하여 반출하는 배출구(370)가 구비됨이 바람직하다.

또한, 적재된 펠릿을 건조부(200)로 이송하여 연료로 사용하는 펠릿 이동수단(380)이 구비됨이 바람직하다.

상기 펠릿 이동수단(380)은 스크류에 의해 펠릿을 건조부에 구비된 건조수단의 가열부재로 일정량으로 연속으로 공급하게 구비됨이 바람직하다.

아울러, 상기 연료 변환부(300)는, 건조부(200)에서 분리 건조된 슬러지와 분뇨 및 이물질이 수직 관 형태의 압축관(322)에 일차적으로 적재한 후 적재된 슬러지와 분뇨 및 이물질의 적정 하중 또는 적재 높이를 감지하여 일정하중 또는 높이 이상의 적재시 압축수단(320)이 가압을 이루어 적재된 슬러지와 분뇨 및 이물질의 압축을 이룬다.

상기 압축수단(320)은 피스톤 또는 소정의 무게를 이룬 추의 하강에 의해 슬러지와 분뇨 및 이물질을 압착 고형물을 이루는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 압축수단(320)에 의한 압착에 의해 고형물을 이룬 슬러지와 분뇨 및 이물질은 다시 한번 파쇄수단(340)에 의해 파쇄를 이룬 후 분말 상태의 고형물을 펠릿 가공수단(360)에 의해 건조 및 압착 가공되어 고형물이 펠릿 형태로 적재 또는 반출을 이루게 구비된다.

상기와 같이 구비된 본 발명에 따른 정화장치(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 화장실, 하수도, 하천, 빗물, 오염 지하수 중 어느 하나 또는 둘이상의 수자원의 용수가 수원 수집부(20)에 의해 수집된다.

그리고, 수원 수집부(20)에 의해 수집된 용수는 정화부(100)의 분리 침전조(120)에 일정량 저장되어 용수에 포함된 슬러지와 분뇨 및 이물질이 침전되어 분리 침전조(120)의 침전공간(122)에 적재된다.

그리고, 상부의 용수는 일정량 이상의 적재시 분리 침전조(120)에서 넘침되어 정화부(100)의 미생물 정화조(140)로 자연스럽게 유입된다.

그리고, 미생물 정화조(140) 상부로 유입된 용수는 미생물 정화조(140)에 적재된 다수의 미생물 활성부재(146)를 통과하면서 용수가 미생물 활성부재(146)에 의해 정화되어 미생물 정화조(140) 하부에 정화된 용수가 자연낙하로 적재된다.

이때, 미생물 활성부재(146)는 에어 배출관(242)을 통해 유입되는 공기에 의해 미생물의 활동이 활발하게 이루어져 용수가 다수의 미생물 활성부재(146)를 자연낙하에 의해 통과되면서 미생물에 의한 용수의 정화를 이룬다.

그리고, 하부에 정화되어 적재된 용수는 펌핑수단(148)에 의해 다시 중수도 정화조(160)로 펌핑되어 중수도 정화조(160) 상부로 이동 유입된다.

그리고, 중수도 정화조(160) 상부로 이동 유입된 용수는 중수도 정화조(160)에 다수 적재된 용수 정화부재(166)를 통과하면서 용수의 탈색 및 악취가 제거되어 중수도 정화조(160) 하부에 적재된다.

아울러, 사용자의 선택에 의해 중수도 정화조(160)에 구비된 에어 공급관을 통한 에어의 공급을 선택적으로 이루어 정화의 효과를 극대화할 수 있다.

그리고, 중수도 정화조(160) 하부에 적재된 정화된 중수도는 펌핑수단(168)에 의해 펌핑되어 순화조(180)로 이동 유입되어 일정량 저장된다.

아울러, 사용자의 선택에 의해 상시 순화조(180)에 구비된 화학재 투입구(182)를 통해 중수도를 정화하기 위한 공지의 화학재를 투입하여 저장된 중수도로 다시 한번 살균, 소독, 악취제거, 정화를 이루어 중수도 또는 수도로 사용가능할 정도로 정화된 상태로 펌핑수단(184)에 용도에 따른 중수도로 재사용되게 공급됨이 바람직하다.

물론, 수질상태에 따라 미생물 정화조(140), 중수도 정화조(160)가 더 구비되어 용수의 정화를 한번 또는 한번 이상 더 이룰 수 있다.

즉, 분리 침전조(120)에서 공급되는 용수가 미생물 정화조(140), 중수도 정화조(160)에서 정화된 상태에서 더 구비된 미생물 정화조(140), 중수도 정화조(160)에서 다시 한번더 정화되어 순환조(180)로 저장될 수 있다.

물론, 분리 침전조(120) 또한 다수 구비되어 단계적으로 용수의 침전을 이룰 수 있다.

그리고, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 정화부의 분리 침전조에 침전된 슬러지와 분뇨 및 이물질은 건조부(200)의 수직 승강수단(220)의 스크류(126)의 회전에 의해 상부로 승강되어 슬러지와 분뇨 및 이물질이 분리 이송된다.

그리고, 수직 승강수단(220)에 의해 승강된 슬러지와 분뇨 및 이물질은 수평 분리수단(240)로 이동된다.

그리고, 수평 분리수단(240)로 이동된 슬러지와 분뇨 및 이물질은 수평 분리수단(240)에 구비된 스크류(246)의 회전에 의해 수평으로 이동을 이룬다.

그리고, 슬러지와 분뇨 및 이물질의 수평이동시 수평관(244)의 관통공(248)을 통해 슬러지와 분뇨 및 이물질에 포함된 용수가 자연낙하에 의해 용수 이동수단(260)를 따라 수집되어 정화부(100)의 분리 침전조(120)로 이동된다.

아울러, 수평 분리부(240)에서 분리된 슬러지와 분뇨 및 이물질은 수평 분리수단(240)를 통해 수평 분리수단(240) 끝단에 구비된 건조수단(280)으로 이송된다.

그리고, 건조수단(280)으로 이송된 슬러지와 분뇨 및 이물질은 건조공간(282)에 구비된 건조부재(286)를 따라 이송된다.

이때, 건조부재(286)에 의해 이송되는 슬러지와 분뇨 및 이물질은 건조수단(280)의 투명창(284)을 통해 유입되는 태양광에 의해 자연건조를 이룬다.

그리고, 건조부재(286) 하부에 구비된 가열부재(288)의 가열에 의해 건조부재(286)에 의해 이송되는 슬러지와 분뇨 및 이물질은 적정하게 가열건조된다.

그리고, 건조수단(280)에 의해 건조된 슬러지와 분뇨 및 이물질은 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 연료 변환부(300)로 이동된다.

그리고, 연료 변환부(300)로 이동된 분뇨 및 이물질은 분뇨 압축관(322)에 적재된다.

그리고, 상기 분뇨 압축관(322)에서 적재된 슬러지와 분뇨 및 이물질은 압축수단(320)에 의해 압착되어 슬러지와 분뇨 및 이물질의 부피를 최소화한 고형물을 이룬다.

그리고, 상기 압축수단(320)에 고형물을 이룬 슬러지와 분뇨 및 이물질은 파쇄수단(340)에 의해 파쇄를 이루어 슬러지, 분뇨, 생리대, 휴지 등의 이물질을 고루게 파쇄한 상태에서 펠릿 가공수단(360)에 의해 고형물을 펠릿으로 가공하여 적재 및 배출을 이룰 수 있다.

아울러, 분뇨가 펠릿 가공수단(360)에 의해 고형물이 펠릿으로 가공될 때 다시 한번 건조되어 연료로 사용 가능하게 가공됨이 바람직하다.

그리고, 상기 가공된 펠릿은 적재된 상태에서 배출구(370)를 통해 반출될 수 있다.

그리고, 펠릿 이동수단(380)에 의해 적재된 펠릿은 건조부(200)의 가열부재(280)에 연속으로 일정량 공급되어 가열부재(280)의 연료로 사용됨이 더욱 바람직하다.

그러므로, 본 발명에 따른 정화장치는 하수도, 빗물, 화장실, 하천용수, 오염 지하수와 같이 활용 가능한 용수를 분리 정화하여 계절에 상관없이 중수도로 재활용할 수 있다.

또한, 수집된 용수에 포함된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 분리 건조하여 재활용 할 수 있다.

또한, 요구되는 용수의 사용처에 따른 용수의 수질을 용이하게 구분정화하여 공급함으로 불필요한 수처리 비용을 절감할 수 있다.

또한, 대용량의 상수도 정화 시설을 최소화하고, 대용량의 용수 수집 및 이동을 위한 시설이 불필요하다.

또한, 정화장치 주변의 여러 용수를 수집 정화하여 재사용함으로 상수도 의존률을 낮추고, 하수 발생을 최소화 할 수 있다.

또한, 계절에 상관없이 건조부에 건조를 이루면서 발생하는 열에 의해 용수의 동결을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 밀폐된 구조에 의해 외부로 정화장치가 노출되지 않으므로, 정화장치 주변의 환경을 개선할 수 있다.

또한, 장시간 별도의 유지관리 없이 정화장치에 의한 정화를 이룰 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명의 사계절 다목적 중수도 정화장치를 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

10: 정화장치 20: 수원 수집부
100: 정화부 120: 분리 침전조
122: 침전공간 124: 밸브
140: 미생물 정화조 142: 에어 배출관
144: 적재관 146: 미생물 활성부재
148: 펌핑수단 160: 중수도 정화조
162: 에어 배출관 164: 적재관
166: 용수 정화부재 168: 펌핑수단
180: 순환조 182: 화학재 투입구
184: 펌핑수단
200: 건조부
220: 수직 승강수단 222: 승강부재
224: 수직관 226: 스크류
240: 수평 분리수단 242: 수평이동부재
244: 수평관 246: 스크류
248: 관통공 260: 용수 이동수단
280: 건조수단 282: 건조공간
284: 투명창 286: 건조부재
288: 가열부재
300: 연료 변환부
320: 압축수단 322: 압축관
340: 파쇄수단 360: 펠릿 가공수단
370: 배출구 380: 펠릿 이송수단

Claims (9)

1. 정화되기 전 하수도, 빗물, 화장실, 하천용수, 오염 지하수 중 둘 이상의 수원이 수집되는 수원 수집부와;
   상기 수원 수집부로 수집된 용수에 포함된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 분리하고, 분리된 용수를 정화하여 중수도로 배출 순환하는 정화부와;
   상기 정화부에 의해 분리된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 건조하는 건조부와;
   상기 건조부에 의해 건조된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 파쇄 및 압축하여 연료화하는 연료 변환부;를 포함하고,
   상기 정화부는,
   수원 수집부에서 수집된 수원에 포함된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 일정시간 저장하여 분리하는 분리침전조와;
   하부 내측 상부로 다수의 에어 배출관이 배열고정되어 에어 배출관을 통해 에어가 배출되고, 상기 에어 배출관 상부로 다수의 미생물 활성부재가 일정한 간격으로 적층 수납되도록 상기 에어 배출관의 상부에 적재관이 다수 구비되어, 상기 분리 침전조에서 분리된 용수가 유입되어 미생물에 의해 정화되도록 하는 탱크 형태의 미생물 정화조와;
   하부 내측 상부로 다수의 에어 배출관이 배열고정되어 에어 배출관을 통해 에어가 배출되고, 상기 에어 배출관 상부로 다수의 용수 정화부재가 일정한 간격으로 적층 수납되도록 상기 에어 배출관의 상부에 적재관이 다수 구비되어, 상기 미생물 정화조에 의해 정화된 용수의 탈색 및 악취제거를 이루어 중수도로 정화시키는 탱크 형태의 중수도 정화조와;
   상부에 화학처리를 위한 화학재 투입구가 구비되고 하부에 저장된 중수도를 펌핑하여 순환 배출하는 펌핑수단이 구비되어, 상기 중수도 정화조에 의해 정화된 중수도가 적재되어 중수도의 용도에 따라 배출 순환시키는 순환조;를 포함하며,
   상기 분리 침전조는 하부가 경사를 이루고, 상부가 개방된 탱크 형태를 이루어 슬러지와 분뇨 및 이물질이 경사를 따라 하부에 중앙으로 적재되는 슬러지 분리공간을 구비하며, 상부의 용수는 일정량 이상의 적재시 넘침되어 미생물 정화조로 유입되게 형성되고,
   상기 건조부는,
   내부에 스크류가 회전 가능하게 설치된 원통형의 수직관으로 이루어진 승강부재로 이루어지며, 상기 정화부의 분리침전조에 구비된 슬러지 저장공간에 수직으로 설치되어 슬러지 저장공간에 적재된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 상승 이동시키는 수직 승강수단과;
   하부에 다수의 관통공이 구비되어 상기 수직 승강수단의 상단부에 연결되는 수평관과, 슬러지와 분뇨 및 이물질을 수평 이동시킬 수 있도록 상기 수평관의 내부에 회전 가능하게 설치되는 스크류를 포함하는 수평이동부재로 이루어지며, 상기 수직 승강수단에 의해 수거된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 수평 이동시키면서 용수가 수평관의 관통공을 통해 자연 배출되도록 하는 수평 분리수단과;
   상기 수평이동부재의 하부에 설치되어 상기 수평 분리수단에서 분리된 용수를 수거하여 정화부로 재이송하는 용수 이동수단과;
   태양광에 의한 자연건조가 이루어지도록 상부측에 태양광이 유입되는 투명창이 구비되고, 상기 수평 분리수단에 의해 분리된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 이송하도록 컨베이어 방식의 건조부재가 경사지게 설치되며, 가열수단에 의한 가열건조가 이루어지도록 상기 건조부재의 하부에 가열부재가 설치된 건조공간을 구비하여, 상기 수평 분리수단에서 분리된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 건조하는 건조수단;으로 구비됨을 특징으로 하는 사계절 다목적 중수도 정화장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 수원 수집부는 정화장치 주변의 화장실, 하수도, 하천, 오염 지하수가 수집 저장되는 저장소에 용수가 일정량 이상 적재될 경우 이를 진공흡입장치로 흡입하여 상기 정화부의 분리침전조로 공급하는 것을 특징으로 하는 사계절 다목적 중수도 정화장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 미생물 정화조 및 중수도 정화조는 정화과정을 적어도 한번 또는 두번 이상 수행하도록 각각 복수개가 구비되어, 용수의 수질상태에 따라 정화과정을 반복하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사계절 다목적 중수도 정화장치.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 연료 변환부는 건조부에 의해 건조된 슬러지와 분뇨 및 이물질을 수집, 파쇄, 압축하여 펠릿화한 후 적재부로 공급하거나 상기 건조부의 가열수단으로 공급하는 것을 특징으로 하는 사계절 다목적 중수도 정화장치.

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