KR102052166B1 - 스크린을 이용한 전처리부의 배오존을 이용한 유지 관리 방법 - Google Patents
스크린을 이용한 전처리부의 배오존을 이용한 유지 관리 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 (a) 하폐수가 전처리부(100)에 유입되어 전처리되는 전처리 단계; (b) 상기 전처리된 하폐수가 주처리부(200)에 유입되어 주처리되어 처리수가 생성되는 주처리 단계; (c) 상기 처리수가 UV 소독부(400)에 의해 후처리 단계; 및 (d) 상기 후처리된 처리수가 최종 처리수조(500)에 집수되는 단계를 포함하며, 상기 (c) 단계에서 UV 소독부(400)의 작동에 의해 배오존이 발생하며, (e) 상기 UV 소독부(400)에서 발생한 배오존이 상기 전처리부(100)에 주입되어, 상기 전처리부(100)가 세척되는 단계를 더 포함하는, 배오존을 이용한 전처리부의 유지 관리 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 수처리에 관련된 것으로서, 특히 배오존을 이용하여 전처리부를 세척, 살균, 소독하여 유지, 관리하는 방법에 관한 것이다.
일반적인 수처리 공정은, 도 1에 도시된 바와 같이, 하폐수가 전처리부(100)에 유입되어 전처리되는 전처리 공정, 주처리부(200)에서 유입되어 AO(anaerobic- aerobic tank), A2O(anaerobic-anoxic-aerobic tank), MBR(membrane bioreactor), SBR(sequencing batch reactor) 등의 공법으로 주처리되는 공정, 주처리된 처리수가 처리수조(300)에 집수되면 UV 소독 등의 방식으로 주처리된 처리수를 살균/소독하는 후처리 공정으로 이루어진다. 모든 공정이 완료된 처리수는 최종 처리수조(500)에 집수된다. 각각의 공정은 개별적으로 이루어져, 처리 대상인 피처리수가 유동하면서 처리된다.
후처리 공정에 다양한 방식이 적용될 수 있으나, 본 발명의 출원인에 의한 한국등록특허 제10-1890361호는 UV 램프를 사용하는 후처리 및 이 과정에서 발생하는 배오존 활용 방식을 제안하였다.
UV 소독부(400)에는 미세기포 발생기(410)가 구비된다. 처리수조(300)에 집수된 처리수는 UV 소독부(400)로 유동하여 살균/소독되어 후처리되고, 이 과정에서 발생하는 배오존은 미세기포 발생기(410)를 통과하면서 처리수와 혼합되어 미세기포가 포함된 배오존수가 생성되고, 이러한 배오존수가 처리수조(300) 자체를 세척하고 살균/소독한다.
다만, 이 경우, 전술한 바와 같이 각각의 공정이 개별적으로 동작하기에, 배오존은 처리수조(300)의 살균/소독 및 세척에만 사용되었다. 즉, 후처리 공정에서만 활용되는 것이다.
전처리부(100) 역시 다양한 방식이 적용될 수 있으나, 본 발명의 출원인에 의한 한국등록특허 제10-1648938호에서 제안하는 3방향 스크린 장치의 예시가 도 2a 및 도 2b에 도시된다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 3방향 스크린 장치가 전처리부(100)에 구비된다. 3방향 스크린 장치의 전면에는 모터(130)로 순환 운동하는 다공성의 스크린(110)이 구비되며, 그 외의 전면 부분은 측면 가림벽(120)으로 막혀서, 하폐수는 스크린(110)을 통과하게 된다. 하폐수 내 이물질들은 스크린(110)에서 필터링되며, 스쿠프(111)의 도움을 받아 순환하여 후단의 컨베이어(150)에 의해 별도로 걸러진다. 즉, 스크린(110)에 의해 필터링된 하폐수만이 후단의 주처리부(200)로 유동함으로써 전처리가 이루어진다.
이 경우, 이물질을 필터링하는 스크린(110)의 오염이 문제된다. 도 2c는 실재 가동 중인 장비에서 스크린(110)에 끼인 이물질을 나타내는 사진이다. (A)는 측면에서 바라본 스크린(110)의 사진이고, (B)는 3방향 스크린 장치의 전면에서 바라본 사진이며, (C)는 스크린(110)의 확대 사진이다.
유기물에 의한 바이오 파울링(biofouling)과 미생물에 의한 오가닉 파울링(organic fouling)이 모두 문제된다. 눈에 보이는 입자성 물질 외에도, 눈에 잘 보이지 않는 유분, 유분에 의한 얇은 막으로 통공이 막히는 슬라임 현상, 미생물 사체 역시 문제된다. 또한, 전처리가 지속되면 악취가 심해지며, 병원성 폐수를 처리하는 공정에서는 병원성 미생물에 의한 오염과 세균 문제도 발생한다.
이와 같이 스크린(110)의 통공이 막히면 필터링을 통한 하폐수 전처리가 어려워지며, 후단의 주처리부(200)로 유동하는 하폐수의 양도 감소하여, 전체적인 수처리 공정의 처리율이 감소하게 된다.
또한, 오염이 지속되면 스크린(110)의 통공이 완전히 막혀서 세척이 불가능하고 모든 공정이 정지할 수도 있다. 이를 해결하려면, 크레인 등의 중장비가 투입되어 3방향 스크린 장치 중 일부를 분해하고 이송하고 수리한 후 재조립하여야 하는 다른 문제가 야기된다.
전술한 종래 기술에서는, 이러한 문제를 해결하고자, 스크린(110)의 후단에 브러싱 롤러(140)와 이를 회전시키는 브러싱 모터(141)가 구비된다. 다만, 브러싱을 이용하여 스크린(110)의 겉면을 긁어내는 방식만으로는 입자성 이물질 일부만 제거될 뿐, 바이오 파울링 등이 해결되지도 못하며, 통공에 얽혀서 끼워져 있는 이물질의 제거도 어렵다.
육안 관찰 후 작업자가 직접 도구를 이용하여 세척하거나, 또는 세척 약품(NaOCl, NaOH 등)을 투입하여 세척하는 방식도 사용된다. 하지만, 이 경우 능숙한 작업자가 필요함은 물론, 세척 개시 시점을 판단하는 것도 어려우며, 세척 시간이 상당히 소요되어 그만큼 수처리가 중지되어야 하고, 값비싼 세척 약품의 사용으로 경제적 손해도 발생한다.
(특허문헌 1) 한국등록특허 제10-1890361호
(특허문헌 2) 한국등록특허 제10-1648938호
(특허문헌 3) 한국공개특허 제10-2001-0074599호
(특허문헌 4) 한국공개특허 제10-2009-0027073호
(특허문헌 5) 일본공개특허 특개소60-114393호
(특허문헌 6) 일본공개특허 특개2007-014928호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것이다.
구체적으로, 전처리부에서 발생하는 바이오 파울링 및 오거닉 파울링 등으로 인한, 수처리 공정의 처리율 감소 문제, 전처리부 악취 문제, 세균 등으로 인한 처리 효과 감소 및 오염의 문제 등을 해결할 수 있는, 신규한 전처리부의 유지 관리 방법을 제안하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, (a) 하폐수가 전처리부(100)에 유입되어 전처리되는 전처리 단계; (b) 상기 전처리된 하폐수가 주처리부(200)에 유입되어 주처리되어 처리수가 생성되는 주처리 단계; (c) 상기 처리수가 UV 소독부(400)에 의해 후처리 단계; 및 (d) 상기 후처리된 처리수가 최종 처리수조(500)에 집수되는 단계를 포함하며, 상기 (c) 단계에서 UV 소독부(400)의 작동에 의해 배오존이 발생하며, (e) 상기 UV 소독부(400)에서 발생한 배오존이 상기 전처리부(100)에 주입되어, 상기 전처리부(100)가 세척되는 단계를 더 포함하며, 상기 전처리부(100)는 유입된 하폐수 중 부유물을 스크리닝하는 스크린(110)을 포함하며, 상기 (e) 단계는, (e11) 상기 UV 소독부(400)에서 발생한 배오존이 상기 전처리부(100)에 구비된 노즐(190)을 통해 상기 스크린(110)을 향해 분사되어, 상기 스크린(110)이 세척되는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 스크린(110)은 3방향 스크린인 것이 바람직하다.
또한, 상기 스크린(110)은 궤도를 회전하는 궤도형 스크린이며, 상기 노즐(190)은 상기 스크린(110)의 궤도 외측에 위치하고, 상기 노즐(190)이 수평면과 이루는 각도(α)가 상기 스크린(110)이 수평면과 이루는 각도(β)보다 크거나, 또는, 상기 노즐(190)은 상기 스크린(110)의 궤도 내측에 위치하고, 상기 노즐(190)이 수평면과 이루는 각도(α)가 상기 스크린(110)이 수평면과 이루는 각도(β)보다 작은 것이 바람직하다.
또한, 상기 노즐(190)의 상기 스크린(110)을 향한 분사 방향이 제어되고, 그리고 상기 노즐(190)이 수평면과 이루는 각도(α) 제어되도록, 상기 노즐(190)이 동작 가능한, 것이 바람직하다.
또한, 상기 하폐수는 병원성 폐수를 포함하며, 상기 (e) 단계는, 상기 (e11) 단계 이후에, (e12) 상기 배오존이 상기 스크린(110)을 세척한 후 상기 전처리부(100) 내에 집수됨으로써, 상기 전처리부(100) 하부에 축적된 이물질을 제거하고, 상기 전처리부(100)를 소독하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 주처리된 처리수는 처리수조(300)에 집수되고, 상기 처리수조(300)에 집수된 처리수는 상기 UV 소독부(400) 내의 UV 램프(440)를 통과하여 후처리된 후 상기 최종 처리수조(500)에 집수되며, 상기 (e) 단계는, (e21) UV 램프(440)의 작동에 의해 발생하는 배오존이 미세기포 생성기(410)를 통과하여, 미세기포가 포함된 배오존수가 생성되는 단계; 및 (e22) 상기 미세기포가 포함된 배오존수가 상기 전처리부(100)에 주입되어, 상기 전처리부(100)가 세척되는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 (e22) 단계는, (e221) 상기 전처리부(100)의 처리 모드에서, 상기 전처리부(100)는 유입된 하폐수를 전처리하고, 상기 미세기포가 포함된 배오존수는 상기 처리수조(300)에 재유입되어, 상기 처리수조(300)가 소독되는 단계; 및 (e222) 상기 전처리부(100)의 스크린 세척 모드에서, 상기 미세기포가 포함된 배오존수가 상기 전처리부(100)에 주입되어, 상기 전처리부(100)가 세척되는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전처리부(100)의 처리 모드와 스크린 세척 모드는, 교번적이고 연속적으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전처리부(100)는 다수 개 구비되며, 상기 전처리부(100) 중 어느 하나가 스크린 세척 모드로 동작하는 경우, 상기 전처리부(100) 중 다른 하나 이상이 처리 모드로 동작하여, 연속식으로 하폐수 처리가 가능한 것이 바람직하다.
또한, 상기 다수 개의 전처리부(100)에 대하여 상기 노즐(190)은 1개 구비되며, 상기 노즐(190)은 상기 전처리부(100) 중 스크린 세척 모드로 동작하는 상기 어느 하나의 전처리부에 상기 미세기포가 포함된 배오존수를 분사하도록 제어되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전처리부(100)의 처리 모드 작동 중에, 상기 전처리부(100)로의 하폐수 유입 유량(Q)과 상기 전처리부(100)에서 배출되는 상기 전처리된 하폐수의 유량(Q')의 비율이 기 설정된 비율값 이하인 경우, 상기 전처리부(100)는 스크린 세척 모드로 변환되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전처리부(100)에 드레인 라인이 더 구비되고, 상기 전처리부(100)의 스크린 세척 모드 작동 중에, 상기 전처리부(100)의 스크린 세척 모드의 시작 수위(L1)와 현재 수위(L2)의 차이가 기 설정된 수위값 이상인 경우, 상기 미세기포가 포함된 배오존수의 주입이 정지되고, 상기 드레인 라인이 기 설정된 시간 동안 개방된 후, 상기 전처리부(100)는 처리 모드로 변환되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전처리부(100)의 스크린 세척 모드에서, 상기 전처리부(100)는 고립되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전처리부(100)의 하폐수 유입 라인에 밸브(V1)가 구비되고, 상기 전처리부(100)의 상기 전처리된 하폐수 유출 라인에 밸브(V2)가 구비되고, 상기 UV 소독부(400)에서 상기 처리수조(300)로의 배오존수 재유입 라인에 밸브(V3)가 구비되고, 상기 UV 소독부(400)에서 상기 전처리부(100)로의 배오존수 주입 라인에 밸브(V4)가 구비되어, 상기 전처리부(100)의 처리 모드에서, 밸브(V1, V2, V3)가 개방되고, 밸브(V4)는 폐쇄되며, 상기 전처리부(100)의 스크린 세척 모드에서, 밸브(V1, V2, V3)가 폐쇄되고 밸브(V4)는 개방되어, 상기 전처리부(100)가 고립되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 방법에 의하여, 인력에 의하지 않고 자동으로, 전처리부의 유지 관리가 가능하다. 특히, 배오존수의 강력한 살균/소독 효과와 더불어 종래 구비되어 있는 후처리 공정에서의 펌프에 의한 고압 분사 방식으로, 물리 세정 및 화학 세정이 동시에 구현되어, 적절한 처리 시점이 설정되면, 전처리부에서 주로 발생하는 바이오 파울링, 오가닉 파울링, 슬라임 현상 등의 해결이 가능하다. 비교 실험 결과, 수처리 공정의 처리율이 약 13% 정도 증가함을 확인하였다(도 5 참조).
본 발명에 따른 방법은, 스크린을 이용한 전처리 설비의 유지 관리에 효과적이며, 3방향 스크린 장치에 특히 효과적이다.
미세기포 포함 배오존수가 전처리부에 투입됨으로써, 스크린 자체의 세척은 물론, 전처리부 내부의 살균/소독도 가능하여, 특히 병원성 폐수 처리에 사용되는 전처리부에 보다 효과적이다.
기존의 설비를 그대로 이용하면서, 전처리부를 고립시키는 밸브, UV 소독부에서 전처리부로 배오존수를 이송시킬 수 있는 라인과 노즐 정도만 추가되면, 여타 다른 값비싼 설비 없이도 본 발명에 따른 방법으로 전처리부 유지 관리가 가능하다. 더욱이, 전처리부의 유지 관리를 위하여 별도의 세척 약품(NaOCl, NaOH 등)을 투입할 필요가 없어서 경제적으로 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 수처리 공정을 설명하는 개략도이다.
도 2a는 종래 기술에 따른 전처리부를 설명하는 사시도이며, 도 2b는 단면도이다.
도 2c는 종래 기술에 따른 전처리부의 바이오 파울링 현상의 예시적인 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법이 적용되는 수처리 공정을 설명하는 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 방법에서 밸브 제어 방식을 설명하기 위한 표이다.
도 5는 본 발명에 따른 방법과 종래 기술에 따른 방법에서 처리 유량의 변화를 확인하기 위한 비교 실험 결과의 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 방법에서 후처리 공정을 상세하기 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 개략도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2a는 종래 기술에 따른 전처리부를 설명하는 사시도이며, 도 2b는 단면도이다.
도 2c는 종래 기술에 따른 전처리부의 바이오 파울링 현상의 예시적인 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법이 적용되는 수처리 공정을 설명하는 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 방법에서 밸브 제어 방식을 설명하기 위한 표이다.
도 5는 본 발명에 따른 방법과 종래 기술에 따른 방법에서 처리 유량의 변화를 확인하기 위한 비교 실험 결과의 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 방법에서 후처리 공정을 상세하기 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 개략도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 개략도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
종래 기술에 따른 하폐수 처리 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 전처리 공정, 주처리 공정, 후처리 공정이 구분되어, 처리되는 하폐수가 전달될 뿐, 각 처리들이 유동적으로 연결되지 않았다.
이에 반하여, 본 발명에 따른 유지 관리 방법에 적용된 하폐수 처리 시스템은, 도 3에 도시된 바와 같이, 후처리 공정에서 발생한 배오존을 후처리 공정에서 처리수조(300)의 살균/소독에 이용함은 물론이며, 전처리 공정에서 전처리부(100)의 살균/소독 및 스크린 세척에서도 이용되어 전처리부(100)를 유지 관리하게 된다.
수처리 방법 및 전처리부 유지 관리 방법의 설명
구체적인 수처리 방법을 설명한다.
하폐수가 전처리부(100)에 유입되어 전처리되는 전처리 단계가 수행된다.
전처리된 하폐수가 주처리부(200)에 유입되어 주처리되어 처리수가 생성되는 주처리 단계가 수행된다. 주처리된 처리수는 처리수조(300)에 집수된다. 여기서의 주처리 단계는 어떠한 방법이든 적용될 수 있다. 예를 들어, AO(anaerobic- aerobic tank), A2O(anaerobic-anoxic-aerobic tank), MBR(membrane bioreactor), SBR(sequencing batch reactor) 공법 등 어떠한 방법도 적용될 수 있다.
처리수조(300)에 집수된 처리수는 UV 소독부(400)에 의해 후처리된다. 후처리 과정에서 발생한 배오존이 처리수조(300)의 살균/소독은 물론, 전처리부(100)의 살균/소독에 사용될 수 있다.
도 6을 참조하여, 구체적인 후처리 공정을 설명한다.
후처리 공정은, 처리수조(300)에 집수된 처리수를 살균/소독하여 최종 처리수조(500)에 유입시키는 공정이다.
처리수조(300)에 집수된 처리수는 UV 램프(440)로 유동한다(도 6에서 처리수조(300)의 최하측 라인을 통과). UV 램프(440)는 별도의 전력 공급부(444)에서 전력을 공급받아 UV를 조사하고, 이 과정에서 UV 램프(440)로 유동한 처리수가 살균/소독된다. 살균/소독된 처리수는 최종 처리수조(500)로 유동한다.
UV 램프(440)는, 단파장으로서 195.4nm의 자외선을 조사하는 UV-C 타입의 램프가 바람직하나, 그 외의 다른 램프가 사용되어도 무방하다. UV-C 타입의 램프는 소독 효과가 우수하다는 장점이 있는 반면에, 배오존 농도가 높다는 단점이 있으나, 후술하는 배오존수 이용 공정에 의해 해결 가능하다. 한편, 도면에서는 2개의 UV 램프(441, 442)가 도시되나, 1개 또는 3개 이상이어도 무방함은 물론이다.
UV 램프(440)를 통과하는 과정에서, 처리수의 살균/소독 부산물로서 배오존이 발생한다. UV 램프(440)에서 발생한 배오존은 미세기포 생성기(microbubble generator)(410)를 향해 유동한다. 이 때에, 처리수조(300) 내의 처리수 일부가 펌프(420)에 의해 고압으로 미세기포 생성기(310)로 주입되는바, 별도의 동력 없이도 자연스럽게 배오존이 유동하여 처리수에 포함된다. 공기가 함께 유입되는바, 미세기포 역시 생성된다. 이를 미세기포가 포함된 배오존수로 지칭한다.
미세기포가 포함된 배오존수는 (밸브(V4)가 폐쇄된 상태에서) 밸브(V3)의 동작에 의해 처리수조(300)에 재유입되거나 UV 램프(440)로 재순환한다. UV 램프(440)로 재순환하는 경우는, UV 램프(440)의 세정이 필요한 경우이다.
UV 램프(440)의 세정은 물리 세정과 화학 세정으로 구분할 수 있다. 물리 세정을 위해서 펌프(420)가 보다 고압으로 운전될 수 있다. 즉, 펌프(420)의 동력을 변경하는 것만으로 UV 램프(440)의 물리 세정이 가능하다. 화학 세정을 위하여, 약품 저장조(430)가 구비된다.
미세기포가 포함된 배오존수가 유동하는 라인에서 브랜치된 라인은 전처리부(100)를 향한다. 여기에 밸브(V4)가 구비된다.
따라서, 미세기포가 포함된 배오존수가 처리수조(300)에 재유입되기 위해서, 밸브(V3)는 개방되고(보다 정확하게, 밸브(V3)가 처리수조(300)와 미세기포 생성기(410)를 연통시키는 것이나, 밸브(V4) 제어와의 대비를 위하여, 이하에서는 이를 밸브(V3)의 개방으로 표현함), 밸브(V4)는 폐쇄된다. 미세기포가 포함된 배오존수가 전처리부(100)에 유입되기 위해서, 밸브(V3)는 폐쇄되고 밸브(V4)는 개방된다.
달리 표현하면, 도 3을 참조하여, 주처리된 처리수를 살균/소독하는 후처리 공정과 별개로, 밸브(V3)를 개방하고 밸브(V4)를 폐쇄하면 미세기포가 포함된 배오존수가 처리수조(300)를 세척하며, 밸브(V3)를 폐쇄하고 밸브(V4)를 개방하면 미세기포가 포함된 배오존수가 전처리부(100)를 살균/소독하고 스크린 세척에 사용되는 것이다.
또 다르게 표현하면, 전처리부(100)가 일반적인 전처리 공정을 수행하고 있다면 UV 소독부(400)에서 밸브(V3)를 개방하고 밸브(V4)를 폐쇄하여 미세기포가 포함된 배오존수가 처리수조(300)를 세척하며, 전처리부(100)의 세척이 필요한 특수 경우(도 2c에 도시된 바와 같이 스크린 세척이 필요한 경우) UV 소독부(400)에서 밸브(V3)를 폐쇄하고 밸브(V4)를 개방하여 미세기포가 포함된 배오존수가 전처리부(100)를 세척한다.
즉, 부산물인 배오존을 어느 조의 세척 또는 살균/소독에 이용할지 여부는 밸브(V3, V4) 개폐에 의하여 제어되는바, UV 소독부(400)는 후처리 공정 수행을 중단할 필요가 없다.
배오존수의 전처리부 분사 방법의 설명
UV 소독부(400)에서 전처리부(100)로 연결되는 라인, 즉 미세기포가 포함된 배오존수가 유동하는 라인에 밸브(V4)가 위치하며, 상기 라인의 말단에는 미세기포가 포함된 배오존수를 분사하는 노즐(190)이 위치하고, 노즐(190)은 전처리부(100)에 위치한다.
도 2a 및 도 2b를 참조하여 종래 기술 부분에서 설명한 바와 같이, 전처리부(100)에는 하폐수 중 부유물을 스크리닝하는 스크린(110)에 유기물, 미생물 또는 미생물 사체, 입자, 유분 등이 끼는 바이오 파울링 현상, 또는 유막이 발생하는 슬라임 현상이 발생하므로, 스크린(110)이 세척될 수 있도록, 노즐(190)은 스크린(110)을 향해 분사되는 것이 바람직하다.
노즐(190)을 통하여 미세기포가 포함된 배오존수는 고압으로 분사된다. 여기에 별도의 펌프가 필요하지 않다. 도 6을 참조하여 알 수 있듯이, 처리수조(300) 내의 처리수를 미세기포 생성기(410)에 유동시키는 펌프(420)가 고압으로 동작한다면, 노즐(190)을 통하여 미세기포가 포함된 배오존수 역시 펌프(420)의 동작에 의해 고압으로 스크린(110)으로 분사된다.
미세기포가 포함된 배오존수가 스크린(110)의 통공에 끼인 이물질 등을 제거하도록 스크린(110)을 향해 분사되면, 스크린(110)을 세척한 배오존수는 전처리부(100) 내에 집수된다. 전술한 바와 같이, 일반적인 처리 모드에서 스크린(110) 뿐만 아니라 전처리부(100) 자체에도 오염이 상당히 진행되며, 특히 병원성 폐수를 처리하는 경우 병원성 미생물에 의한 오염과 악취 정도가 높은 편이고 침전된 이물질 역시 많은 상태인데, 미세기포가 포함된 배오존수가 스크린(110)의 세척 후 전처리부(100)에 집수됨으로써, 전처리부(100) 자체의 살균/소독은 물론 침전된 이물질의 분해를 통한 오염 및 악취 저감에 효과적이다.
전처리부 동작의 설명
전처리부(100)의 동작 관점에서 설명한다.
본 발명은 스크린(110)을 포함하는 전처리부(100)의 유지 관리에 관한 것이며, 특히 3방향 스크린에 적용될 경우 효과적이다. 즉, 도 2a 및 도 2b에서 설명한 바와 같이, 스크린(110)은 궤도를 순환하는 궤도형 스크린인 경우, 본 발명에 따른 유지 관리 방법이 효과적이다.
전처리부(100)가 일반적인 전처리 동작을 수행하도록 구동되는 경우를 "처리 모드"로 지칭하고, 전처리부(100)가 세척을 위해, 구체적으로 전처리부(100)의 스크린(110)의 세척을 위해 구동되는 경우를 "스크린 세척 모드"로 지칭한다.
종래 기술에서 전술한 바와 같이, 일반적인 전처리부(100)는 처리 모드만을 수행하였거나, 육안 관찰 후 작업자의 주관적 판단 시점에 수동으로 세척을 수행하였거나, 또는 브러싱 롤러(140)만을 이용하여 제한적으로 세척을 수행하였다.
본 발명은 이를 해결한 것으로, 특히 스크린(110)을 구비한 전처리부(100)의 효과적인 세척이 가능하다.
도 3과 도 4를 함께 참조하여 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전처리부(100)의 하폐수 유입 라인에 밸브(V1)가 구비되고, 전처리부(100)의 전처리된 하폐수 유출 라인에 밸브(V2)가 구비된다. UV 소독부(400)에서 처리수조(300)로의 배오존수 재유입 라인에 밸브(V3)가 구비되고, UV 소독부(400)에서 전처리부(100)로의 배오존수 주입 라인에 밸브(V4)가 구비됨은 전술한 바와 같다.
전처리부(100)가 하폐수를 전처리하는 "처리 모드"에서, 하폐수는 스크린(110)을 통과하며 전처리된다. 밸브(V1, V2, V3)가 개방되고, 밸브(V4)는 폐쇄된 상태이다. 미세기포가 포함된 배오존수는 전처리부(100)에 유입되지 않는다. 별도의 탱크(미도시)에 모이거나, 또는 필요시 처리수조(300)에 재유입되어 처리수조(300)를 살균/소독한다.
전처리부(100)의 오염 정도가 미리 설정한 기준에 이른 경우, "스크린 세척 모드"가 진행된다. 스크린 세척 모드가 개시되는 시점은, 전처리부(100)에서 배출되는 전처리된 하폐수의 양을 통하여 결정하거나, 또는 제작자나 운영자가 미리 결정한 시간을 주기로 결정될 수 있다.
예를 들어, 전처리부(100)의 처리 모드 작동 중에, 전처리부(100)로의 하폐수 유입 유량(Q)과 배출되는 전처리된 하폐수의 유량(Q')의 비율이 기 설정된 비율값 이하인 경우인지 여부를 통하여 결정할 수 있다. 스크린(110)의 오염이 진행되면 하폐수 유동이 제한되어 전처리된 하폐수 유량이 감소하기 때문이다. 상기 기 설정된 비율값은 예를 들어 80%일 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
다른 예를 들어, 전처리부(100)의 처리 모드가 55분 동안 수행되면, 스크린 세척 모드가 5분 동안 수행되는 방식으로, 1시간 주기로써 미리 설정될 수 있다. 이는 예시일 뿐이며, 본 발명이 이러한 시간에 제한되는 것은 아니다.
또 다른 예를 들어, 위의 두 가지 방식이 혼용될 수 있다. 처리 모드가 55분 수행된 후 스크린 세척 모드가 5분 수행되되, 처리 모드 중 55분이 경과되지 않았어도 전처리부(100)로의 하폐수 유입 유량(Q)과 전처리부(100)에서 배출되는 전처리된 하폐수의 유량(Q')의 비율이 기 설정된 비율값 이하인 경우, 강제로 스크린 세척 모드가 진행하는 방식이 사용될 수 있다.
한편, 전처리부(100)의 스크린 세척 모드 동작시, 전처리부(100) 내에 침전된 오염물, 또는 스크린(110)의 세척 과정에서 떨어지는 오염물 등이 후단의 주처리부(200)에 유입되지 않도록 전처리부(100)를 고립시킬 필요가 있다. 아울러, 미세기포가 포함된 배오존수가 전처리부(100)에 유입되어야 하기에, 밸브(V1, V2, V3)가 폐쇄되고 밸브(V4)는 개방되어야 한다.
밸브(V4)의 개방에 따라, 미세기포가 포함된 배오존수가 전처리부(100)에 유입된다. 전술한 바와 같이 스크린(110)을 향하여 구비된 노즐(190)을 통해, 미세기포가 포함된 배오존수가 분사되어, 스크린(110) 세척이 이루어진다. 또한, 스크린(110)을 세척한 배오존수가 전처리부(100)에 집수되면서, 전처리부(100) 자체의 살균/소독 역시 가능하다.
스크린 세척 모드가 종료되기 직전에 드레인 라인이 개방되어 전처리부(100) 내의 오염물을 별도 배출하는 것이 바람직하다. 기 설정된 시간 동안 드레인 라인이 개방되어 전처리부(100)가 비워진 이후 처리 모드로 변환한다. 이를 위해, 밸브(V1, V2, V3)가 개방되고, 밸브(V4)는 폐쇄된다. 하폐수가 전처리부(100)에 유입되어 전처리가 시작된다.
스크린 세척 모드가 종료되고 다시 처리 모드가 시작하는 시점은, 전술한 예시에서의 5분과 같이 미리 결정된 시간이 경과하였는지 여부를 통해 결정하거나, 또는 전처리부(100)의 수위를 통해 결정할 수 있다. 후자의 방식은, 일반적인 전처리부(100)에 오버플로우(overflow)를 확인하기 위해 수위 감지 센서가 구비되어 있는바, 이를 이용하는 것이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 전처리부(100)의 스크린 세척 모드의 시작 수위(L1)와 현재 수위(L2)의 차이가 기 설정된 수위값 이상인 경우, 미세기포가 포함된 배오존수가 충분히 주입되었다고 판단하여 그 주입을 정지시킨 후, 드레인 라인을 기 설정된 시간 동안 개방시키며, 이후 처리 모드가 시작될 수 있다.
한편, 전처리부(100)의 처리 모드와 스크린 세척 모드의 개시 시점은 앞서 설명한 자동 결정은 물론, 작업자의 육안 관찰 등에 의하여 수동으로 결정될 수 있음은 물론이다.
또한, 전처리부(100)의 처리 모드와 스크린 세척 모드는, 교번적이고 연속적으로 이루어진다. 즉, 처리 모드에서 스크린 세척 모드로 변경된 이후, 스크린 세척 모드가 완료되면 다시 처리 모드가 수행되는 방식으로 연속적으로 진행된다.
도 5는 본 발명에 따른 방법으로 스크린 세척이 주기적으로 이루어진 경우(#1)와, 종래 기술과 같이 브러싱 롤러(140)로 스크린을 세척하면서 처리 모드가 계속 진행된 경우(#2)를 비교한 실험 결과를 도시화한 것이다. 전처리부(100)에 유입된 하폐수 유량(1.0Q) 대비 전처리부(100)에서 배출되는 유량을 비율로서 도시화하였다.
브러싱 롤러(140)로 스크린을 세척하면서 처리 모드가 진행된 경우, 1개월 이후 75~80%의 유량이 전처리부(100)에서 배출되었고, 3개월 이후 지속적으로 60~70%의 유량이 배출되었다.
이에 반하여, 본 발명에 따른 방법으로 스크린 세척이 주기적으로 이루어진 경우, 1개월 이후 90~95%의 유량이 전처리부(100)에서 배출되었고, 3개월 이후 지속적으로 85~90%의 유량이 배출되었다.
이를 통하여 약 13% 정도 배출 유량이 증가하였음을 확인하였으며, 증가된 유량은 수처리 시스템의 처리 용량의 증가를 의미하는바, 본 발명에 따른 유지 관리 방법이 적용된 경우, 전체 수처리 시스템의 처리 용량의 유의미한 결과가 있음을 확인하였다.
다른 실시예의 설명
도 7을 참조하여, 다른 실시예를 설명한다.
본 실시예에서, 전처리부(100)는 다수 개 구비된다. 도 7에 도시된 바와 같이 3개 이상 구비될 수 있으며, 제 1 전처리부(101) 및 제 2 전처리부(102)는 교번적으로 사용되는 전처리부고, 제 3 전처리부(103)는 예비용 전처리부(stand-by)이다.
다수 개의 전처리부를 사용하는 방식의 스크린 시스템에서는, 어느 하나가 스크린 세척 모드로 동작한다면, 다른 하나가 처리 모드로 동작함으로써, 스크린 세척 모드로 인한 전처리 공정의 끊김 없이 연속식 하폐수 처리가 가능하다.
이 경우 각 전처리부(101, 102, 103)마다 별도의 노즐(190)이 구비될 수도 있으나, 라인 설비를 최소화하고 제어를 간편하게 하도록, 1개의 노즐(190)만 적용하되 액튜에이터(미도시)가 구비되어, 각 전처리부(101, 102, 103) 중 어느 곳으로 분사할지 그 방향을 변경하도록 작동될 수 있다. 즉, 1개의 노즐(190)은 다수 개의 전처리부(101, 102, 103) 중 스크린 세척 모드로 동작하는 어느 하나의 전처리부에 미세기포가 포함된 배오존수를 분사하도록 제어되는 것이다.
도 8a를 참조하여 또 다른 실시예를 설명한다.
노즐(190)이 궤도형 스크린(110)의 궤도 외측에 위치하여, 스크린(110)에 끼인 이물질을 밖에서 타격하여 제거하는 방식이다.
노즐(190)은 스크린(110)을 향하여 미세기포가 포함된 배오존수가 분사되도록 설치되면 족하나, 스크린 세척 효과를 높이도록 그 각도(α)를 설정하는 것이 바람직하다. 노즐(190)이 수평면과 이루는 각도(α)가 스크린(110)이 수평면과 이루는 각도(β)보다 크도록 설정하는 것이다. 최대한 스크린(110)의 접선 방향으로 배오존수가 분사될 경우, 잘 제거되지 않는 스크린(110) 이물질 처리가 가능하여 바람직하다.
또한, 노즐(190)의 상기 스크린(110)을 향한 분사 방향이 능동적으로 제어될 수도 있다. 즉, 별도의 액튜에이터(미도시)가 구비되어, 노즐(190)이 수평면과 이루는 각도(α)가 능동적으로 변경되도록 하는 것이다. 이 경우, 노즐(190)이 그 각도(α)를 변경하면서 배오존수를 분사할 수 있어서, 스크린(110) 이물질 제거가 보다 효과적이다.
도 8b를 참조하여 또 다른 실시예를 설명한다.
노즐(190)이 궤도형 스크린(110)의 궤도 내측에 위치하여, 스크린(110)에 끼인 이물질을 안에서 밖으로 제거하는 방식이다.
스크린(110)에 이물질이 끼일 때에 밖에서 안으로 끼는 경우가 많으므로, 이러한 방식이 효과적일 수 있다. 이 경우, 노즐(190)이 수평면과 이루는 각도(α)는 스크린(110)이 수평면과 이루는 각도(β)보다 작도록 설정하여야 세척 효과가 상승한다. 앞선 실시예에서와 마찬가지로, 스크린(110)의 접선 방향으로 배오존수가 분사되는 것이 바람직하다. 노즐(190)이 스크린(110)에 수직에 가깝게 배오존수를 분사할 경우, 이물질이 튀어 나가서 전처리부(100) 자체가 오염될 수 있음에 주의하여야 한다.
이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100: 전처리부
110: 스크린
111: 스쿠프
120: 측면 가림벽
130: 구동모터
140: 브러싱 롤러
141: 브러싱 모터
190: 노즐
200: 주처리부
300: 처리수조
400: UV 소독부
410: 미세기포 생성기
420: 펌프
430: 약품 저장조
440: UV 램프
441: 제 1 UV램프
442: 제 2 UV램프
444: 전력 공급부
500: 최종 처리수조
110: 스크린
111: 스쿠프
120: 측면 가림벽
130: 구동모터
140: 브러싱 롤러
141: 브러싱 모터
190: 노즐
200: 주처리부
300: 처리수조
400: UV 소독부
410: 미세기포 생성기
420: 펌프
430: 약품 저장조
440: UV 램프
441: 제 1 UV램프
442: 제 2 UV램프
444: 전력 공급부
500: 최종 처리수조
Claims (14)
- (a) 하폐수가 전처리부(100)에 유입되어 전처리되는 전처리 단계;
(b) 상기 전처리된 하폐수가 주처리부(200)에 유입되어 주처리되어 처리수가 생성되고 처리수조(300)에 집수되는 주처리 단계;
(c) 상기 처리수조(300)에 집수된 처리수가 UV 소독부(400)에 의해 후처리 단계; 및
(d) 상기 후처리된 처리수가 최종 처리수조(500)에 집수되는 단계를 포함하며,
상기 (c) 단계에서 상기 UV 소독부(400)의 작동에 의해 배오존이 발생하며,
(e) 상기 처리수조(300)에 집수된 처리수 중 일부가 펌프(420)에 의해 미세기포 생성기(410)를 향하여 유동하고, 이 때에 상기 펌프(420)의 동작으로 인하여 추가 동력 없이 상기 UV 소독부(400)에서 발생한 배오존이 상기 일부의 처리수에 포함되어 미세기포가 포함된 배오존수가 생성되며, 상기 미세기포가 포함된 배오존수가 상기 전처리부(100)에 주입되어, 상기 전처리부(100)가 세척되는 단계를 더 포함하며,
상기 전처리부(100)는 유입된 하폐수 중 부유물을 스크리닝하는 스크린(110)을 포함하며,
상기 주처리된 처리수는 처리수조(300)에 집수되고, 상기 처리수조(300)에 집수된 처리수는 상기 UV 소독부(400) 내의 UV 램프(440)를 통과하여 후처리된 후 상기 최종 처리수조(500)에 집수되며,
상기 (e) 단계는,
(e11) 상기 UV 소독부(400)에서 발생한 배오존이 포함된 상기 미세기포가 포함된 배오존수가 상기 전처리부(100)에 구비된 노즐(190)을 통해 상기 스크린(110)을 향해 분사되어, 상기 스크린(110)이 세척되는 단계를 더 포함하고,
상기 (e) 단계는,
(e21) UV 램프(440)의 작동에 의해 발생하는 배오존이 상기 미세기포 생성기(410)를 통과하여, 상기 미세기포가 포함된 배오존수가 생성되는 단계; 및
(e22) 상기 미세기포가 포함된 배오존수가 상기 펌프(420)의 동작에 의해 추가 동력 없이 상기 전처리부(100)에 구비된 노즐(190)을 통해 상기 전처리부(100)에 주입되어, 상기 전처리부(100)가 세척되는 단계를 더 포함하고,
상기 (e22) 단계는,
(e221) 상기 전처리부(100)의 처리 모드에서, 상기 전처리부(100)는 유입된 하폐수를 전처리하고, 상기 미세기포가 포함된 배오존수는 상기 처리수조(300)에 재유입되어, 상기 처리수조(300)가 소독되는 단계; 및
(e222) 상기 전처리부(100)의 스크린 세척 모드에서, 상기 미세기포가 포함된 배오존수가 상기 전처리부(100)에 주입되어, 상기 전처리부(100)가 세척되는 단계를 더 포함하며,
상기 하폐수는 병원성 폐수를 포함하며,
상기 (e) 단계는, 상기 (e11) 단계 이후에,
(e12) 상기 배오존이 상기 스크린(110)을 세척한 후 상기 전처리부(100) 내에 집수됨으로써, 상기 전처리부(100) 하부에 축적된 이물질을 제거하고, 상기 전처리부(100)를 소독하는 단계를 더 포함하며,
상기 전처리부(100)의 처리 모드와 스크린 세척 모드는, 교번적이고 연속적으로 이루어져서, 상기 미세기포가 포함된 배오존수가 연속적으로 사용되며,
상기 노즐(190)은 상기 스크린(110)의 궤도 내측에 위치하고, 상기 노즐(190)이 수평면과 이루는 각도(α)는, 상기 스크린(110)이 수평면과 이루는 각도(β)보다 작으면서도 상기 스크린(110)의 접선 방향으로 상기 미세기포가 포함된 배오존수가 분사되도록 제어되며,
상기 전처리부(100)에 드레인 라인이 더 구비되고,
상기 전처리부(100)의 스크린 세척 모드에서, 상기 전처리부(100)는 고립되며,
상기 전처리부(100)의 스크린 세척 모드 작동 중에,
상기 전처리부(100)의 스크린 세척 모드의 시작 수위(L1)와 현재 수위(L2)의 차이가 기 설정된 수위값 이상인 경우, 상기 미세기포가 포함된 배오존수의 주입이 정지되고, 상기 드레인 라인이 기 설정된 시간 동안 개방된 후, 상기 전처리부(100)는 처리 모드로 변환되고,
상기 펌프(420)의 동력을 변경함으로써, 상기 UV 램프(440)가 물리 세정 및 화학 세정 중 어느 하나로 세정될 수 있어서,
하나의 펌프(420)만으로, 추가 동력 없이, (1)상기 미세기포 생성기(410)에서 미세기포가 포함된 배오존수를 생성하는 기능, (2)상기 노즐(190)을 통해 미세기포가 포함된 배오존수가 상기 스크린(110)을 세척하고 상기 전처리부(100)를 소독하게 하는 기능, 및 (3)상기 UV 램프(440)를 물리 세정 및 화학 세정 중 어느 하나로 세정되게 하는 기능이 모두 구현되고,
상기 UV 램프(440)에서 발생한 배오존으로, (1)상기 스크린(110)을 세척하는 기능, (2)상기 전처리부(100)를 소독하는 기능, (3)상기 처리수조(300)를 소독하는 기능이 모두 구현되는,
배오존을 이용한 전처리부의 유지 관리 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 스크린(110)은 3방향 스크린인,
배오존을 이용한 전처리부의 유지 관리 방법.
- 삭제
- 제 2 항에 있어서,
상기 노즐(190)의 상기 스크린(110)을 향한 분사 방향이 제어되고, 그리고 상기 노즐(190)이 수평면과 이루는 각도(α)가 제어되도록, 상기 노즐(190)이 동작 가능한,
배오존을 이용한 전처리부의 유지 관리 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 2 항에 있어서,
상기 전처리부(100)는 다수 개 구비되며,
상기 전처리부(100) 중 어느 하나가 스크린 세척 모드로 동작하는 경우, 상기 전처리부(100) 중 다른 하나 이상이 처리 모드로 동작하여, 연속식으로 하폐수 처리가 가능한,
배오존을 이용한 전처리부의 유지 관리 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 다수 개의 전처리부(100)에 대하여 상기 노즐(190)은 1개 구비되며,
상기 노즐(190)은 상기 전처리부(100) 중 스크린 세척 모드로 동작하는 상기 어느 하나의 전처리부에 상기 미세기포가 포함된 배오존수를 분사하도록 제어되는,
배오존을 이용한 전처리부의 유지 관리 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 전처리부(100)의 처리 모드 작동 중에,
상기 전처리부(100)로의 하폐수 유입 유량(Q)과 상기 전처리부(100)에서 배출되는 상기 전처리된 하폐수의 유량(Q')의 비율이 기 설정된 비율값 이하인 경우, 상기 전처리부(100)는 스크린 세척 모드로 변환되는,
배오존을 이용한 전처리부의 유지 관리 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제 2 항에 있어서,
상기 전처리부(100)의 하폐수 유입 라인에 밸브(V1)가 구비되고, 상기 전처리부(100)의 상기 전처리된 하폐수 유출 라인에 밸브(V2)가 구비되고,
상기 UV 소독부(400)에서 상기 처리수조(300)로의 배오존수 재유입 라인에 밸브(V3)가 구비되고, 상기 UV 소독부(400)에서 상기 전처리부(100)로의 배오존수 주입 라인에 밸브(V4)가 구비되어,
상기 전처리부(100)의 처리 모드에서, 밸브(V1, V2, V3)가 개방되고, 밸브(V4)는 폐쇄되며,
상기 전처리부(100)의 스크린 세척 모드에서, 밸브(V1, V2, V3)가 폐쇄되고 밸브(V4)는 개방되어, 상기 전처리부(100)가 고립되는,
배오존을 이용한 전처리부의 유지 관리 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190022493A KR102052166B1 (ko) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 스크린을 이용한 전처리부의 배오존을 이용한 유지 관리 방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020190022493A KR102052166B1 (ko) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 스크린을 이용한 전처리부의 배오존을 이용한 유지 관리 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR102052166B1 true KR102052166B1 (ko) | 2020-01-08 |
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ID=69154059
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| KR1020190022493A KR102052166B1 (ko) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 스크린을 이용한 전처리부의 배오존을 이용한 유지 관리 방법 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102052166B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114275942A (zh) * | 2022-03-08 | 2022-04-05 | 河南联跃建设工程有限公司 | 一种建筑工地废水处理装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101297685B1 (ko) * | 2013-05-10 | 2013-08-21 | (주)일신종합환경 | 쾌속형 입자상 부유물질 처리 장치 |
| KR101730978B1 (ko) * | 2015-11-18 | 2017-04-27 | 한국지역난방공사 | 오존과 과산화수소를 이용한 분리막 세정이 가능한 수처리 시스템 및 방법 |
| KR101890361B1 (ko) * | 2018-03-13 | 2018-08-22 | 인워터솔루션 주식회사 | 배오존 재순환 형식의 uv 소독 시스템 |
-
2019
- 2019-02-26 KR KR1020190022493A patent/KR102052166B1/ko active IP Right Grant
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