KR102088777B1

KR102088777B1 - 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치

Info

Publication number: KR102088777B1
Application number: KR1020190056153A
Authority: KR
Inventors: 서성환
Original assignee: 덕인환경주식회사
Priority date: 2019-05-14
Filing date: 2019-05-14
Publication date: 2020-03-13

Abstract

본 발명은 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용존공기부상법에 의한 폐수처리 시 반응조 내부에 마이크로 버블을 골고루 분산시키고 마이크로 버블을 세분시킴에 따라 이물질을 효율적으로 제거할 수 있는 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치에 관한 것이다.

Description

마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치{Waste water treatment apparatus using microbubbles}

일반적으로 폐수처리 방법은 크게 고체액체분리 방법, 물리화학적 처리방법 및 생물화학적 처리 방법으로 구분되며, 폐수에 함유된 이물질의 종류 및 특성에 따라 알맞은 폐수 처리 방법이 적용된다.

난분해성 이물질을 포함하는 산업폐수 또는 축산오폐수의 경우, 위와 같은 단일 공정의 폐수처리 공정만으로는 정화가 어려워 생물화학적 처리 공정과 물리화학적 처리 공정을 결합하여 실시하는 방법이 제안되고 있다.

위와 같은 방법은, 일차적으로 폐수를 토양과 식물체등의 자연생태계를 이용한 여과처리를 한 뒤, 뒤이어 물리화학적 처리 공정을 수행함으로써, 여과처리동안제거되지 못한 난분해성 물질 또는 미세 오염물을 물리적 화학적 분리방식으로 재처리하는 방법이다.

이때, 물리화학적 처리방법 중 하나로 대표적인 것이 용존공기부상법(DAF, Dissolved Air Flotation)이다.

용존공기부상법이란, 폐수 내에 응집제 및 응집보조제를 주입하여 마이크로 버블을 생성하고, 이때 생성된 마이크로 버블이 폐수 내의 이물질과 접촉하여 부상하면, 상기 마이크로 버블을 포집하여 제거하는 기술을 말한다. 그러나 용존공기부상법을 이용한 종래의 폐수처리장치는 마이크로 버블이 반응조 내부로 충분히 분산되지 않아 마이크로 버블이 흡착되지 않은 이물질이 그대로 처리수로 방류되는 문제점이 있다.

이와 관련하여 대한민국 등록특허 제10-1362858호와, 대한민국 등록특허 제10-1257736호에는 미세버블을 이용한 다단 격벽식 부상분리장치와, 미세기포를 발생시키는 노즐을 이용한 부상조 및 수처리장치가 각각 개시되어 있다.

상기와 같은 폐수처리장치는 반응조 내부가 다단으로 형성되어, 단계별로 버블의 유출을 제한함에 따라 반응조 내부에 마이크로 버블이 체류하는 시간을 길게하여 이물질을 포집하는 능력을 향상시켰다.

그러나, 이와 같은 폐수처리장치는 반응조가 다단으로 구획된 공간을 형성해야 하기 때문에 큰 부피로 제조되어야 하며, 넓은 설치공간을 차지한다. 아울러, 반응조 내부에 구획된 공간별로 마이크로 버블의 체류시간을 조절하기가 용이하지 않아 폐수처리 효율상승 효과를 실질적으로 기대하기 어렵다는 단점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1362858호 대한민국 등록특허 제10-1257736호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반응조 내부에 마이크로 버블을 균일하게 분산시킴과 동시에 마이크로 버블을 세분시켜 이물질을 효율적으로 제거할 수 있는 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치는 대상처리수가 수용될 수 있는 수용공간을 형성하며, 상부에 마이크로 버블에 의해 부상된 이물질이 배출될 수 있는 부상물배출부가 형성된 반응조와; 상기 반응조에 대상처리수를 공급하도록 상기 수용공간의 바닥면으로부터 소정간격 이격되게 설치되는 유입부와; 상기 마이크로 버블에 의해 이물질이 제거된 처리수를 상기 반응조의 외부로 배출하도록 상기 반응조에 설치되는 유출부와; 상기 수용공간 내부로 마이크로 버블을 공급할 수 있도록, 상기 수용공간의 바닥면과 인접하게 설치되는 버블분사부와, 상기 버블분사부에 공기를 공급하도록 상기 버블분사부와 연결된 에어공급부를 포함하는 마이크로 버블공급부와; 상기 수용공간이 상부수용공간과 하부수용공간으로 구획되도록 상기 유입부와 상기 버블분사부 사이에 설치되며, 상기 버블분사부로부터 분사된 마이크로 버블을 상기 상부수용공간 내부로 균일하게 분산시킴과 동시에 마이크로 버블을 세분시킬 수 있도록 다수의 분산공이 형성된 마이크로 버블분산망;을 구비한다.

바람직하게는, 상기 유입부는 상기 반응조의 외부에서 대상처리수를 공급하는 메인공급관에 연결되며 상기 반응조의 일측에서 상기 반응조의 내부방향으로 수평하게 연장된 수평유입관과, 상기 수평유입관의 단부에서 상기 상부수용공간의 상부측으로 소정길이 연장된 수직유입관을 구비하고,

상기 유출부는 상기 하부수용공간으로부터 상기 상부수용공간으로 연장되어 상기 마이크로 버블분산망을 관통하게 설치되는 제1수직유출관과, 상기 제1수직유출관의 상부에서 소정각도 절곡되어 수평하게 연장된 상부유출관과; 상기 상부유출관의 단부로부터 상기 마이크로 버블분산망을 관통하여 상기 하부수용공간 내로 연장된 제2수직유출관과, 상기 제2수직유출관의 단부에서 상기 반응조의 일측으로 연장되며 상기 반응조의 외부로 대상처리수를 배출하는 메인배출관과 연통되게 연결되는 하부유출관을 구비한다.

그리고 상기 유입부에 의해 유입되는 대상처리수의 유속에 의해 상기 수용공간 내부에 와류를 형성할 수 있도록, 상기 대상처리수의 유속에 따라 회전축을 중심으로 회전되는 다수의 날개를 포함하는 프로팰러와, 상기 프로팰러를 상기 수직유입관에 회전가능하게 지지하는 지지부를 포함하는 와류형성부;를 구비할 수 있다.

이때, 상기 날개는 회전에 따라 접촉되는 마이크로 버블을 세분할 수 있도록 다수개의 세분공이 관통되어 형성되고, 상기 세분공은 상기 마이크로 버블이 유입되는 일단에서 마이크로 버블이 배출되는 타단으로 갈수록 직경이 좁아지도록 형성되는 메인홀부분과, 상기 메인홀부분의 내측면을 따라 나선으로 인입되는 나선홀부분으로 구분되는 것이 바람직하다.

상기 지지부는 대상처리수의 공급을 차폐하지 않도록 상기 수직유입관과 동일한 외경과 내경을 형성하며 상기 수직유입관의 단부에 설치되는 결합프레임과, 상기 회전축과 연결되며 대상처리수가 양분되어 공급되도록 상기 결합프레임을 구획하여 설치되는 고정프레임을 구비하며, 상기 고정프레임은 상기 회전축을 지지하는 축지지부와 상기 축지지부의 양측에서 서로 반대하는 방향으로 각각 판형으로 연장되어 상기 결합프레임의 내측면에 결합된 제1,2지지프레임을 구비하고, 상기 제1,2지지프레임은 대상처리수가 통과할 시 와류를 형성할 수 있도록 축지지부에 대해 소정각도 기울어져 설치될 수 있다.

그리고 상기 수평유입관은 상기 메인공급관으로부터 분기되어 상기 수직유입관에 선회류를 유도할 수 있도록 상기 수직유입관의 중심을 벗어난 위치의 상기 수직유입관의 측면에 접속되는 제1수평유입관과, 상기 메인공급관으로부터 상기 제1수평유입관과 이격되게 분기되어 상기 수직유입관에 상기 제1수평유입관의 선회류 방향과 반대하는 선회류를 유도할 수 있도록 상기 수직유입관의 중심을 벗어난 위치의 상기 수직유입관의 측면에 접속되며 상기 제1수평유입관의 접속위치보다 상부에 위치된 제2수평유입관을 구비할 수 있다.

본 발명의 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치는 반응조 내부에 마이크로 버블이 세분되어 균일하게 분산됨에 따라 이물질이 처리수에 포함되어 방류되는 것을 방지할 수 있다.

아울러, 본 발명의 폐수처리장치는 단일 구조의 반응조만으로 이물질을 효율적으로 제거할 수 있음에 따라 설치공간을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명의 폐수처리장치는 와류형성부가 형성되어 마이크로 버블이 더욱 효율적으로 분산되며 마이크로 버블과 이물질간의 접촉기회가 높아져 이물질을 더욱 효과적으로 제거할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치의 일부를 절개하여 도시한 정면도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치의 요부를 도시한 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치의 일부를 절개한여 도시한, 정면도,
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치의 요부를 도시한, 일부절개 사시도,
도 6은 도 5에 도시된 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치의 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 에 대해 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 2에는 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로 버블(B)을 이용한 폐수처리장치(100)가 도시되어 있다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 마이크로 버블(B)을 이용한 폐수처리장치(100)는 크게 대상처리수가 수용되는 수용공간(15)이 형성된 반응조(10)와, 대상처리수를 반응조(10)로 유입시키는 유입부(30)와, 처리수를 배출하는 유출부(50), 마이크로 버블(B)을 공급하는 마이크로 버블공급부(70)와, 마이크로 버블(B)을 분산 및 세분시키도록 반응조(10)의 수용공간(15)을 구획하게 설치되는 마이크로 버블분산망(90)을 구비한다.

대상처리수는 산업폐수 또는 축산오폐수등과 같은 폐수로, 바람직하게는 생물화학적 처리공정 또는 물리화학적 처리공정을 통해 1차적으로 여과처리된 폐수이다. 유입부(30)를 통해 반응조(10) 내부로 유입된 대상처리수는 반응조(10) 내부에서 마이크로 버블(B)에 의해 여과처리되고 유출부(50)를 통해 배출된다. 마이크로 버블(B)에 의해 부상된 이물은 반응조(10)의 상부를 통해 배출되며, 마이크로 버블(B)에 의해 이물질(A)이 제거된 대상처리수 즉, 처리수는 반응조(10)의 하부에 위치하여 유출부(50)를 통해 배출된다.

반응조(10)는 대상처리수가 수용될 수 있는 수용공간(15)을 형성하는 것으로, 통형구조로 형성된다. 반응조(10)는 하부에 형성된 다리부재(19)에 의해 지면으로부터 이격되게 설치된다. 반응조(10)는 마이크로 버블(B)과 이물질(A)이 충분히 부상되는 공간을 제공할 수 있도록 상하방향으로 연장된 통형구조로 형성되는 것이 바람직하다.

반응조(10)는 스테인레스 스틸이나 카본 스틸 등으로 제작될 수 있다. 반응조(10)의 상부에는 마이크로 버블(B)에 의해 부상된 이물질(A)이 배출되도록 이물질배출부(12)가 구비된다. 이물질배출부(12)는 반응조(10)의 상부에 수용공간(15)과 연통되는 이물질배출로(미도시)를 형성하는 관부재이다.

반응조(10)는 수용공간(15)이 후술할 마이크로 버블분산망(90)에 의해 상부수용공간(11)과 하부수용공간(13)으로 구획된다. 상부수용공간(11)에서는 유입부(30)에서 유입된 대상처리수에 포함된 이물질(A)이 분산 및 세분화된 마이크로 버블(B)과 접촉되어 부상하며, 하부수용공간(13)에서는 처리수가 위치한다.

유입부(30)는 반응조(10)에 대상처리수를 공급하기 위한 것으로, 반응조(10)의 내부 수용공간(15)의 바닥면과 소정간격 이격되게 설치된다. 유입부(30)는 반응조(10)의 일측에서 상기 반응조(10)의 내부방향으로 수평하게 연장된 수평유입관(31)과, 수평유입관(31)의 단부에서 상부수용공간(11)의 상부측으로 소정길이 연장된 수직유입관(33)을 구비한다.

수평유입관(31)은 반응조(10)의 외부에서 대상처리수를 공급하는 메인공급관(35)과 연결되어 반응조(10)의 내부로 대상처리수를 유입한다. 수평유입관(31)은 수용공간(15)의 중심까지 연장되는 것이 바람직하다.

수직유입관(33)은 수평유입관(31)의 단부에서 상방으로 연장됨에 따라 수평유입관(31)을 통과한 대상처리수를 수용공간(15)의 내부에서 상부방향으로 분출한다. 이에, 상부 방향으로 유속이 형성됨에 따라 마이크로 버블(B)에 의한 이물질(A)의 부상력이 증대되어 더욱 효율적으로 이물질(A)을 제거할 수 있다.

유출부(50)는 마이크로 버블(B)에 의해 이물질(A)이 제거되어 수용공간(15)의 하부에 위치한 처리수를 반응조(10)의 외부로 배출하기 위한 것으로, 제1수직유출관(51), 상부유출관(53), 제2수직유출관(55), 하부유출관(57)을 구비한다.

제1수직유출관(51)은 하부수용공간(13)으로부터 상부수용공간(11)으로 연장되는 것으로, 마이크로 버블분산망(90)을 관통하게 설치된다. 제1수직유출관(51)의 내경은 수압에 의해 하부수용관에 위치한 처리수가 상부로 이송될 수 있는 크기로 형성된다. 즉, 제1수직유출관(51)의 길이가 길수록 내경은 작아지도록 형성된다.

상부유출관(53)은 제1수직유출관(51)의 상부에서 소정각도 절곡되어 수용공간(15)의 내부방향으로 수평하게 연장된 것으로, 제1수직유출관(51)과 같은 내경을 갖도록 형성된다.

제2수직유출관(55) 상부유출관(53)의 단부로부터 하방으로 연장되어 마이크로 버블분산망(90)을 관통하며 하부수용공간(13) 내로 연장된다. 제2수직유출관(55) 역시 상부유출관(53) 및 제1수직유출관(51)과 동일한 내경을 갖는다. 즉, 제1,2수직유출관(51)(55)은 상호간 이격된 채로 반응조(10) 내부에 나란하게 설치되며 상부가 상부유출관(53)에의해 서로 연통되어 있다.

하부유츌관(53)은 제2수직유출관(55)의 단부에서 반응조(10)의 일측으로 연장되어 반응조(10)의 외부로 대상처리수를 배출하는 메인배출관(59)과 연통되게 연결된 것이다. 도면에 도시된 바와 같이 메인배출관(59)에는 처리수의 배출을 원활하게 하도록 펌프가 더 설치될 수 있으나 생략이 가능하다.

이와 같은 유출부(50)는 반응조(10) 내부에 일정 수압이 형성되지 않으면 하부수용공간(13)에 위치한 처리가 외부로 배출되지 않도록 한다. 즉, 반응조(10) 내부에서 마이크로 버블(B)에 의해 충분히 이물질(A)이 제거되지 않은 처리수가 외부로 배출되는 것을 방지한다.

마이크로 버블공급부(70)는 유입부(30)를 통해 수용공간(15) 내부로 유입된 대상처리수에 마이크로 버블(B)을 공급한다. 마이크로 버블공급부(70)는 버블분사부(71)와, 에어공급부(75)를 포함한다.

버블분사부(71)는 수용공간(15)의 바닥면과 인접하게 설치되는 것으로, 바닥면을 가로질러 연장되는 분사관(72)과, 분사관(72)의 일측에 분사관(72)의 길이방향을 따라 이격되게 설치된 복수개의 노즐(74)을 포함한다. 도면에 도시된 바와 같이 분사관(72)은 복수개가 설치될 수 있다. 버블분사부(71)의 분사관(72)은 공기를 공급하는 에어공급부(75)와 연결되며, 반응조(10)의 내부에서 마이크로 버블(B)을 분사하는 역할을 한다. 분사된 마이크로 버블(B)은 하부수용공간(13)에서 상부수용공간(11)으로 부상한다.

에어공급부(75)는 반응조(10)의 외부 일측에 설치되는 컴프레셔(78)와, 분사관(72)과 컴프레셔(78)를 연결하는 에어공급관(76)을 구비하여 분사관(72)측으로 공기를 공급한다.

이와 같은 마이크로 버블공급부(70)는 반응조(10)의 하부에서 마이크로 버블(B)을 공급함에 따라 반응조(10)의 하부에서부터 반응조(10)의 상부까지 마이크로 버블(B)이 부상하며 이물질(A)과 접촉되도록 한다.

마이크로 버블분산망(90)은 반응조(10)의 수용공간(15)이 상부수용공간(11)과 하부수용공간(13)으로 구획되도록 유입부(30)와 버블분사부(71) 사이에 설치된다. 마이크로 버블분산망(90)은 반응조(10)의 내측면에 반응조(10)의 바닥면과 나란한 방향으로 설치된다. 이때, 반응조(10)의 내측면에는 마이크로 버블(B)분상망의 외주면이 지지될 수 있도록 내주면을 따라 연장된 결합리브(14)가 돌출되어 형성된다. 마이크로 버블분산망(90)은 니크롬 재질로, 하부수용공간(13)으로부터 상부수용공간(11)으로 마이크로 버블(B)이 부상할 수 있도록 다수의 분산공(95)이 형성된다. 이때, 분산공(95)은 마이크로 버블(B)을 세분시킬 수 있는 크기로 형성된다.

이와 같은 마이크로 버블분산망(90)은 하부수용공간(13)에 공급되어 부상하는 마이크로 버블(B)의 체류시간을 증가시키는 역활을 한다. 하부수용공간(13)에서 체류시간이 증가된 마이크로 버블(B)은 마이크로 버블분산망(90) 하부에 포화됨에 따라 마이크로 버블분산망(90) 하부 전면에 적층되고 분산공(95)을 통해 상부수용공간(11)으로 일정하게 부상한다. 이때, 분산공(95)에 의해 마이크로 버블(B)이 세분됨에 따라, 이물질(A)과 접촉되는 표면적이 증대되어 이물질(A)을 더욱 효과적으로 부상시킬 수 있다.

아울러, 마이크로 버블분산망(90)은 니크롬재질로 형성되어 부식에 강하며, 상부수용공간(11)에서 유입되는 대상처리수의 이물질(A)이 하부수용공간(13)에 형성된 유출부(50)를 통해 배출되는 것을 막아주는 필터 기능도 한다. 이에, 마이크로 버블(B)이 충분히 부착되지 부상되지 못하고 하부수용공간(13)측으로 침전되는 이물질(A)이 마이크로 버블분산망(90) 상면에 침전되고, 침전된 이물질(A)에 지속적으로 마이크로 버블(B)이 공급됨에 따라 시간이 경과한 뒤엔 크기가 큰 이물질(A)도 부상할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 마이크로 버블(B)을 이용한 폐수처리장치는 마이크로 버블분산망(90)에 의해 반응조(10) 내부에 마이크로 버블(B)이 세분되어 균일하게 분산됨에 따라 대상처리수에 포함된 이물질(A)이 처리수에 포함되어 방류되는 것을 방지할 수 있다.

아울러, 본 발명의 폐수처리장치는 단일 구조의 반응조(10)만으로 이물질(A)을 효율적으로 제거할 수 있음에 따라 설치공간을 절감할 수 있다.

도 3 내지 도 4에는 제2실시예에 따른 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치가 도시되어 있다.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치는 와류형성부(80)가 더 구비될 수 있다. 이하에서는 앞서 도시된 도면에서와 동일한 기능을 하는 요소는 동일참조부호로 표기한다.

와류형성부(80)는 유입부(30)에 의해 유입되는 대상처리수의 유속에 의해 수용공간(15) 내부에 와류를 형성하기 위한 것으로, 수직유입관(33)의 단부에 설치된다. 와류형성부(80)는 프로팰러(81)와, 프로팰러(81)를 수직유입관(33)에 회전가능하게 결합시키는 지지부(85)를 포함한다.

프로팰러(81)는 대상처리수의 유속에 따라 회전축(82)을 중심으로 회전되는 다수의 날개(84)를 포함한다. 프로팰러(81)의 회전축(82)은 지지부(85)에 의해 수직유입관(33)이 형성하는 유로의 중심에 유속방향과 나란한 방향으로 설치된다. 날개(84)는 회전축(82)의 단부에 회전축(82)의 외주면을 따라 다수개가 설치된다. 수직유입관(33)으로부터 반응조(10) 내부로 유입되는 대상처리수는 날개(84)에 부딪히고, 날개(84)는 회전축(82)을 중심으로 어느 한 방향으로 회전한다. 날개(84)에 부딪히는 대상처리수는 와류를 형성하며 반응조(10) 내부로 유입되고, 회전하는 프로팰러(81)에 의해 대상처리수는 더욱 활발하게 와류를 형성된다.

날개(84)는 회전에 따라 반응조(10)의 하부에서 부상되는 마이크로 버블(B)과 접촉된다. 날개(84)는 접촉되는 마이크로 버블(B)을 세분할 수 있도록 다수의 세분공(83)이 관통되어 형성될 수 있다. 세분공(83)은 마이크로 버블(B)이 유입되는 일단에서 마이크로 버블(B)이 배출되는 타단으로 갈수록 직경이 좁아지도록 형성되는 메인홀부분(83a)과, 메인홀부분(83a)의 내측면을 따라 나선으로 인입되는 나선홀부분(83b)으로 구분된다. 이와 같은 세분공(83)을 통과하는 마이크로 버블(B)은 나선형으로 형성된 세분공(83)의 내측면과 부딪히고, 배출되는 부분이 직경이 좁게 형성됨에 따라 더욱 세분된다.

이에, 대상처리수에 포함된 이물질(A)과의 접촉표면이 증대되어 더욱 효과적으로 이물질(A)을 부상시킬 수 있다.

지지부(85)는 프로팰러(81)를 수직유입관(33)의 단부에 고정시키는 것으로, 결합프레임(86)과, 고정프레임(88)을 구비한다.

결합프레임(86)은 링형상의 부재로, 대상처리수의 공급을 차폐하지 않도록 수직유입관(33)과 동일한 외경과 내경을 형성하며 수직유입관(33)의 단부에 고정된다.

고정프레임(88)은 회전축(82)과 연결되며 대상처리수가 양분되어 공급되도록 결합프레임(86)을 구획하여 설치된다. 고정프레임(88)은 축지지부(881)와, 제1,2지지프레임(883)(885)을 구비한다. 축지지부(881)는 고정프레임(88)의 중심에 위치하는 것으로 수직유입관(33)의 단부에 유로의 중심에 위치하는 곳에 설치된다. 축지지부(881)는 회전축(82)이 회전가능하도록 지지한다.

제1,2지지프레임(883)(885)은 축지지부(881)의 양측에서 서로 반대하는 방향으로 각각 연장되는 것으로, 판형으로 연장되어 결합프레임(86)의 내측면에 결합된다. 제1,2지지프레임(883)(885)은 대상처리수가 통과할 시 와류를 형성할 수 있도록 축지지부(881)에 대해 소정각도 기울어져 설치된다. 이에, 대상처리수가 제1,2지지프레임(883)(885)에 접촉되어 유입될 시 와류가 형성된다. 이때, 도면에 도시된 바와 같이 제1,2지지프레임(883)(885)은 와류가 원활히 형성되도록 꼬아져 연장되는 것이 바람직하다.

즉, 제1,2지지프레임(883)(885)은 대상처리수에 1차적으로 와류를 형성하고, 제1,2지지프레임(883)(885)을 통과한 대상처리수는 프로팰러(81)와 접촉되어 회전하면서 2차적으로 와류를 형성한다.

이와 같은 와류형성부(80)는 대상처리수의 유속만으로 와류를 형성하고, 형성된 와류에 의해 마이크로 버블(B)을 더욱 효율적으로 분산시키며 마이크로 버블(B)과 이물질(A)간의 접촉기회를 높일 수 있다.

아울러, 본 발명의 와류형성부(80)는 도면에 도시된 바와 같이 축지지부(881) 하부에 회전축(82)과 연결되어 설치되는 발전부(89)를 더 구비하여, 프로팰러(81)의 회전에 따라 전력을 생성할 수 있다.

이처럼 와류형성부(80)가 형성된 본 발명의 폐수처리장치는 마이크로 버블(B)이 더욱 효율적으로 분산될 뿐만 아니라 마이크로 버블(B)과 이물질(A)간의 접촉기회가 높아져 이물질(A)을 더욱 효과적으로 제거할 수 있다.

도 5 내지 도 6에는 본 발명의 제3실시예에 따른 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치가 도시되어 있다.

도 5 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치의 수평유입관(40)은 제1수평유입관(41)과, 제2수평유입관(43)으로 구분될 수 있다.

제1수평유입관(41)은 메인공급관(35)으로부터 분기되어 수직유입관(33)에 선회류를 유도하기 위한 것으로, 수직유입관(33)의 중심을 벗어난 위치의 수직유입관(33)의 측면에 접속된다. 제1수평유입관(41)은 수직유입관(33)의 중심으로부터 전방측으로 이격된 수직유입관(33)의 측면에 접속된다.

제2수평유입관(43)은 제1수평유입관(41)과 이격되도록 메인공급관(35)으로부터 분기되며, 수직유입관(33)에 제1수평유입관(41)의 선회류 방향과 반대하는 선회류를 유도할 수 있도록 수직유입관(33)의 중심을 벗어난 위치의 수직유입관(33)의 측면에 접속된다. 제2수평유입관(43)은 제1수평유입관(41)의 접속위치보다 상부에 위치한다. 제2수평유입관(43)은 수직유입관(33)의 중심으로부터 후방측으로 이격된 수직유입관(33)의 측면에 접속된다. 즉, 제1,2수평유입관(31)은 수직유입관(33)의 중심을 기준으로 서로 반대방향의 측면에 각각 접속된다.

이하, 도 5 내지 도 6을 참조하여 제1,2수평유입관(31)의 작용에 대해 상세하게 설명한다.

도면을 참조하면, 제1수평유입관(41)을 통과한 대상처리수는 수직유입관(33)의 내측면에 부딪히며 제1방향(D)으로 선회류를 형성한다. 즉, 대상처리수는 제1방향(D)으로 선회류를 형성하며 수직유입관(33)의 상부로 이동한다.

제2수평유입관(43)을 통과한 대상처리수는 수직유입관(33)의 내측면에 부딪히며 제1방향(D)과 서로 반대방향인 제2방향(E)으로 선회류를 형성한다.

이때, 제1방향(D)으로 선회류를 형성하며 상부측으로 이동한 대상처리수와, 제2방향(E)으로 선회류를 형성하는 대상처리수가 서로 부딪힌다.

이에, 대상처리수 내에 포함된 이물질(A)들이 서로 충돌하며 작은 크기로 분쇄되는 분쇄영역(V)이 수직유입관(33) 내에 형성된다. 분쇄된 이물질(A)이 수용공간(15) 내부로 공급됨에 따라 마이크로 버블(B)에 의한 이물질(A) 부상이 더욱 효율적으로 이루어진다.

분쇄된 이물질(A)은 제2방향(E)로 선회류를 형성하며 수용공간(15) 내부로 배출된다.

이처럼 제1,2수평유입관(31)을 구비하는 본 발명의 마이크로 버블(B)을 이용한 폐수처리장치는 분쇄된 이물질(A)을 반응조(10)의 내부로 공급할 수 있음에 따라 마이크로 버블(B)이 손쉽게 이물질(A)을 부상시킬 수 있다. 이에, 마이크로 버블(B)의 부상에 따른 이물질(A) 제거능력이 향상된다.

이상에서 설명하는 본 발명의 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치는 반응조 내부에 마이크로 버블을 세분시켜 균일하게 분산한다. 이에, 이물질과 마이크로버블이 접촉되지 않음에 따라 이물질이 처리수에 포함되어 배출되는 것을 방지할 수 있다.

아울러, 본 발명의 폐수처리장치는 단일 구조의 반응조만으로 이물질이 처리수에 포함되어 배출되는 것을 방지할 수 있어 설치공간을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명의 폐수처리장치는 와류형성부가 형성되어 마이크로 버블이 더욱 효율적으로 분산될 뿐만 아니라 마이크로 버블과 이물질간의 접촉기회가 높아져 이물질을 더욱 효과적으로 제거할 수 있으며, 이물질이 분쇄되어 공급될 수 있음에 따라 이물질의 제거효율을 높일 수 있다.

본 발명은 실시 예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10 : 반응조 30 : 유입부
50 : 유출부 70 : 마이크로 버블공급부
90 : 마이크로 버블분산망

Claims

삭제
대상처리수가 수용될 수 있는 수용공간을 형성하며, 상부에 마이크로 버블에 의해 부상된 이물질이 배출될 수 있는 부상물배출부가 형성된 반응조와;
상기 반응조에 대상처리수를 공급하도록 상기 수용공간의 바닥면으로부터 소정간격 이격되게 설치되는 유입부와;
상기 마이크로 버블에 의해 이물질이 제거된 처리수를 상기 반응조의 외부로 배출하도록 상기 반응조에 설치되는 유출부와;
상기 수용공간 내부로 마이크로 버블을 공급할 수 있도록, 상기 수용공간의 바닥면과 인접하게 설치되는 버블분사부와, 상기 버블분사부에 공기를 공급하도록 상기 버블분사부와 연결된 에어공급부를 포함하는 마이크로 버블공급부와;
상기 수용공간이 상부수용공간과 하부수용공간으로 구획되도록 상기 유입부와 상기 버블분사부 사이에 설치되며, 상기 버블분사부로부터 분사된 마이크로 버블을 상기 상부수용공간 내부로 균일하게 분산시킴과 동시에 마이크로 버블을 세분시킬 수 있도록 다수의 분산공이 형성된 마이크로 버블분산망;을 구비하고,
상기 유입부는 상기 반응조의 외부에서 대상처리수를 공급하는 메인공급관에 연결되며 상기 반응조의 일측에서 상기 반응조의 내부방향으로 수평하게 연장된 수평유입관과, 상기 수평유입관의 단부에서 상기 상부수용공간의 상부측으로 소정길이 연장된 수직유입관을 구비하고,
상기 유출부는 상기 하부수용공간으로부터 상기 상부수용공간으로 연장되어 상기 마이크로 버블분산망을 관통하게 설치되는 제1수직유출관과, 상기 제1수직유출관의 상부에서 소정각도 절곡되어 수평하게 연장된 상부유출관과; 상기 상부유출관의 단부로부터 상기 마이크로 버블분산망을 관통하여 상기 하부수용공간 내로 연장된 제2수직유출관과, 상기 제2수직유출관의 단부에서 상기 반응조의 일측으로 연장되며 상기 반응조의 외부로 대상처리수를 배출하는 메인배출관과 연통되게 연결되는 하부유출관을 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치.
제2항에 있어서,
상기 유입부에 의해 유입되는 대상처리수의 유속에 의해 상기 수용공간 내부에 와류를 형성할 수 있도록, 상기 대상처리수의 유속에 따라 회전축을 중심으로 회전되는 다수의 날개를 포함하는 프로팰러와, 상기 프로팰러를 상기 수직유입관에 회전가능하게 지지하는 지지부를 포함하는 와류형성부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치.
제3항에 있어서
상기 날개는 회전에 따라 접촉되는 마이크로 버블을 세분할 수 있도록 다수개의 세분공이 관통되어 형성되고,
상기 세분공은 상기 마이크로 버블이 유입되는 일단에서 마이크로 버블이 배출되는 타단으로 갈수록 직경이 좁아지도록 형성되는 메인홀부분과, 상기 메인홀부분의 내측면을 따라 나선으로 인입되는 나선홀부분으로 구분되는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치.
제4항에 있어서,
상기 지지부는 대상처리수의 공급을 차폐하지 않도록 상기 수직유입관과 동일한 외경과 내경을 형성하며 상기 수직유입관의 단부에 설치되는 결합프레임과, 상기 회전축과 연결되며 대상처리수가 양분되어 공급되도록 상기 결합프레임을 구획하여 설치되는 고정프레임을 구비하며,
상기 고정프레임은 상기 회전축을 지지하는 축지지부와 상기 축지지부의 양측에서 서로 반대하는 방향으로 각각 판형으로 연장되어 상기 결합프레임의 내측면에 결합된 제1,2지지프레임을 구비하고,
상기 제1,2지지프레임은 대상처리수가 통과할 시 와류를 형성할 수 있도록 축지지부에 대해 소정각도 기울어져 설치되는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치.
제2항에 있어서,
상기 수평유입관은 상기 메인공급관으로부터 분기되어 상기 수직유입관에 선회류를 유도할 수 있도록 상기 수직유입관의 중심을 벗어난 위치의 상기 수직유입관의 측면에 접속되는 제1수평유입관과, 상기 메인공급관으로부터 상기 제1수평유입관과 이격되게 분기되어 상기 수직유입관에 상기 제1수평유입관의 선회류 방향과 반대하는 선회류를 유도할 수 있도록 상기 수직유입관의 중심을 벗어난 위치의 상기 수직유입관의 측면에 접속되며 상기 제1수평유입관의 접속위치보다 상부에 위치된 제2수평유입관을 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블을 이용한 폐수처리장치.