KR102132068B1 - 내부 세정 막분리조를 포함한 하폐수의 고도 처리 장치 - Google Patents

내부 세정 막분리조를 포함한 하폐수의 고도 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하폐수 등에 포함되어 있는 유기물질과 질소, 인을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 침전조 대신 침지식 중공사 분리막을 이용하여 고액 분리를 실시하여 처리효율을 향상시키고, 분리막 모듈을 막분리조 내부에서 직접 세정할 수 있도록 하는 기능을 구비한 하폐수의 고도 처리 장치에 관한 것이다.
본 발명은 혐기조(20), 무산소조(30), 폭기조(40), 막분리조(50), 막분리처리수조(60)를 포함하는 내부 세정 막분리조를 포함한 하폐수의 고도처리장치를 제공한다.
또한 본 발명은 하폐수중의 유기물질과 질소, 인을 고도 처리하는데 있어서, 혐기성 상태하에서 미생물의 인 방출작용이 일어나도록 하는 혐기조(20);
상기 혐기조(20) 후단에 배치되고, 무산소 상태하에서 탈질작용에 의한 질소제거가 일어나도록 하는 무산소조(30);
상기 무산소조(30) 후단에 배치되고, 미생물에 의한 유기물질과 질소화합물의 산화반응 및 상기 혐기조(20)에서 방출된 인의 흡수작용이 일어나도록 하는 폭기조(40);
상기 폭기조(40) 후단에 배치되고, 처리수와 슬러지의 고액분리가 일어나도록 하여 분리된 슬러지는 혐기조(30)로 이송되고, 처리수는 막분리처리수조(60)로 이송되도록 하는 막분리조(50)를 구비하는 것을 특징으로 하는 하폐수 처리장치를 제공한다.
또한 본 발명은 막분리조(50) 하부 일측에 자동밸브(57)를 구비하고, 막분리조(50)와 막분리처리수조(60) 중앙부 일측을 연결하는 배관 및 자동밸브(56)을 구비하여 분리막모듈(51) 세정시 막분리처리수조(60)의 처리수를 이용하고 분리막모듈(51)을 막분리조(50)로부터 탈거 및 이동이 필요 없이 막분리조(50)내에서 분리막모듈(51)을 세정하여 분리막의 세정 과정을 단순화하는 것을 특징으로 하는 하폐수의 고도처리장치를 제공한다.
또한 본 발명은 막분리조(50) 상부 일측에 혼합액반송관(55)을 구비하고 폭기조(40)내 구비된 폭기조혼합액이송펌프(42)에 의해 이송된 질산화 혼합액이 혼합액반송관(55)을 통해 무산소조(30)로 수위차이에 의해 중력식 자연유하로 반송되어 질소 제거가 이루어지도록 하고 질산화 혼합액 내부반송에 필요한 동력장치를 생략할 수 있는 것을 특징으로 하는 하폐수의 고도처리장치를 제공한다.
또한 본 발명은 막분리조(50) 하부 일측에 슬러지이송관(81) 및 자동밸브(57)를 구비하여 막분리조(50)에서 물과 분리된 슬러지가 수위차이에 의해 중력식 자연유하로 이송되어 처리장치 내 미생물량을 일정하게 유지되도록 하고 슬러지 이송에 필요한 동력장치를 생략할 수 있는 것을 특징으로 하는 하폐수의 고도처리장치를 제공한다.
또한 본 발명은 막분리조(50)의 수위를 일정 이상 유지할 수 있도록 하기 위하여 분리막모듈(51)에 연계된 흡입펌프(53)의 유체이송 용량 대비 200∼400%의 유체이송 용량을 갖는 폭기조혼합액이송펌프(42)를 구비하는 것을 특징으로 하는 하폐수의 고도처리장치를 제공한다.

Description

내부 세정 막분리조를 포함한 하폐수의 고도 처리 장치{an advanced wastewater treatment system with the membrane filtration process of membrane filter without relocating the filter duringcleaning}
본 발명은 하폐수 등에 포함되어 있는 유기물질과 질소, 인을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 침전조 대신 침지식 중공사 분리막을 이용하여 고액 분리를 실시하여 처리효율을 향상시키고, 분리막 모듈을 막분리조 내부에서 직접 세정할 수 있도록 하는 기능을 구비한 하폐수의 고도 처리 장치에 관한 것이다.
본 발명은 하폐수에 포함된 유기물질, 질소 및 인을 처리하기 위한 하폐수 고도처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미생물에 의한 인 방출이 일어나는 혐기조와, 미생물에 의한 탈질작용이 일어나는 무산소조, 또한 미생물에 의한 유기물 분해반응과 질산화, 인 섭취, 아울러 고액분리가 이루어지는 폭기조 및 침지식 막분리조를 이용하여 하폐수에 포함되어 있는 유기물질 및 영양염류를 동시에 제거할 수 있는 침지식 막분리조를 이용한 하폐수 고도처리장치에 관한 것이다.
각종 하폐수 처리는 스크리닝, 침전, 부상 및 여과 등과 같은 물리적 방법과, 중화, 산화환원, 응집 및 흡착 등과 같은 화학적 처리방법 그리고 미생물의 배양에 따라 정화처리가 이루어지는 생물학적 방법이 있는데, 종래부터 사용되어온 표준활성슬러지법은 생물학적 방법에 물리적 및 화학적 방법을 적절히 혼합한 것으로서, 집수조에 저장된 하폐수를 폭기조로 보내고, 폭기조에서는 산소를 공급하여 호기성 미생물의 활동을 촉진시켜 유기물을 분해시킨 다음, 마지막으로 침전조에서 슬러지와 처리수의 비중 차에 의해 고액분리 시키는 것이다.
그러나 혐기와 무산소 상태를 제공하지 못하기 때문에 유기물의 제거에는 효과적이지만 질소와 인과 같은 영양염류를 제거하는 데에 한계가 있었다. 하폐수 중에 포함된 질소와 인과 같은 영양염류는 하천의 부영양화와 해수의 적조현상을 발생시켜 새로운 환경문제를 일으키고 있다.
따라서 유기물의 농도에 의한 수질관리보다는 영양염류의 농도에 의한 수질관리가 더 중요하게 인식되는 추세이다. 이에 따라 하폐수 중의 영양염류를 제거하기 위한 하폐수 고도처리 장치가 끊임없이 개발되고 있는 추세이다.
기존의 표준활성슬러지법은 침전조에서 슬러지의 침전성이 불량해짐에 따라 처리수질이 악화되는 벌킹(Bulking)현상을 극복할 수 없었다. 즉, 벌킹현상은 유입 수질 성상변화에 따라 운전조건을 적정하게 조정하지 못할 경우에 발생하며 침전조에서 슬러지의 침전성이 불량해짐에 따라 미생물이 처리수에 혼입되어 처리수질 악화가 초래되는 것이다. 이러한 벌킹현상은 슬러지를 중력에 의해 침전시키는 침전조를 채택하는 종래의 하폐수 고도처리장치에서 발생하는 문제 중 가장 큰 문제로 대두되고 있는 실정이다.
이러한 벌킹 문제를 해결하기 위해 최근에는 분리막(membrane)을 이용하여 슬러지와 처리수를 고액 분리시키는 방법이 많이 사용되기 시작하고 있다. 이러한 분리막을 이용하면 슬러지의 중력 침전성이 불량해지더라도 미생물이 분리막을 통과하여 유출될 수 없기 때문에 항상 안정적인 처리수질을 확보할 수 있으며 반응조 내 미생물의 농도를 고농도로 유지할 수 있어 유입 수질 성상변화에도 안정적인 처리가 가능하다. 그러나, 분리막을 통과하지 못한 미생물이나 슬러지 등이 막 표면에 부착되거나 막의 기공을 폐색시킬 수 있으므로, 분리막의 세정을 위하여 공기를 주입하여 분리막모듈의 스크러빙(Scrubbing)을 유도하고 또한 별도의 세정용 탱크와 세정 약품을 구비하여 주기적으로 분리막을 세정하여 최적의 처리 기능을 유지할 수 있도록 하여야 한다.
이와 관련하여 선행기술 등록특허 10-0555689호(유입흐름제어형 막분리 활성슬러지공법을 이용한하폐수처리공법)는 "무산소조건과 혐기조건을 반복하여 수행함으로서 질소와 인을 동시 제거하는 하폐수처리 방법에 있어서, 유입흐름제어장치(2), 반응조A(3), 반응조B(4), 막분리호기조(5)로 구성되며, 반응조A(3)가 원수와 분리막호기조(5)에서 반송되는 슬러지를 공급받아 원수에 포함된 유기물을 탄소원으로 하여 무산소(anoxic)조건에서 생물학적인 탈질 반응을 수행하고, 반응조B(4)는 외부 유입이 단절된 상태에서 회분식으로 운영되는 단계(S1)와 반응조B(4)가 원수와 분리막호기조(5)에서 반송되는 슬러지를 공급받아 원수에 포함된 유기물을 탄소원으로 하여 무산소(anoxic)조건에서 생물학적인 탈질 반응을 수행하고, 반응조A(3)는 외부 유입이 단절된 상태에서 회분식으로 운영되는 단계(S2)가 교대로 운영되며, 상기 막분리호기조(5)에는 침지형분리막(6)이 설치되어 슬러지를 고농축시킴과 동시에 처리수를 배출시키고, 상기 고농축된 슬러지는 유입흐름제어장치(2)를 통하여 무산소 조건의 반응조로 내부 순환되도록 하는 것을 특징으로 하는 유입흐름제어형 막분리 활성슬러지공법을 이용한 하폐수처리 방법"을 제시한 바 있다.
종래의 하폐수의 고도처리 장치에서는 폭기조로부터 반송액을 무산소조로 반송을 받아 탈질화에 의한 질소 제거를 하고 있어서 탈질의 효율이 적은 반면 본 발명은 막분리조(50)에서 질산화게 진행된 혼합액을 무산소조(30)로 내부반송하여 무산소조(30)의 무산소 상태하에서 탈질작용에 의한 질소제거의 효율을 현저히 높이는 하폐수 고도처리 장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명의 목적은 종래 기술의 문제점을 해결한 기존의 막분리 공법에서 기존 막분리 공법보다 운전이 쉽고, 분리막의 세정시 막분리조로부터 분리막모듈을 인출/이동하지 않고 막분리조 내에서 직접 약품세정이 가능하게 하는 하폐수 고도처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 막분리조의 슬러지를 혐기조로 반송하고, 막분리조 내부 질산화액을 무산소조로 내부 반송하는 데에 있어 모터펌프 등의 동력장치가 필요 없이 수위차이에 의한 중력식 자연유하로 이루어지도록 하여 처리 공정을 단순화 하는 하폐수 고도처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기한 목적 및 요구를 해결하기 위하여,
혐기조(20), 무산소조(30), 폭기조(40), 막분리조(50), 막분리처리수조(60)를 포함하는 내부 세정 막분리조를 포함한 하폐수의 고도처리장치를 제공한다.
또한 본 발명은 하폐수중의 유기물질과 질소, 인을 고도 처리하는데 있어서, 혐기성 상태하에서 미생물의 인 방출작용이 일어나도록 하는 혐기조(20);
상기 혐기조(20) 후단에 배치되고, 무산소 상태하에서 탈질작용에 의한 질소제거가 일어나도록 하는 무산소조(30);
상기 무산소조(30) 후단에 배치되고, 미생물에 의한 유기물질과 질소화합물의 산화반응 및 상기 혐기조(20)에서 방출된 인의 흡수작용이 일어나도록 하는 폭기조(40);
상기 폭기조(40) 후단에 배치되고, 처리수와 슬러지의 고액분리가 일어나도록 하여 분리된 슬러지는 혐기조(20)로 이송되고, 처리수는 막분리처리수조(60)로 이송되도록 하는 막분리조(50)를 구비하는 것을 특징으로 하는 하폐수 처리장치를 제공한다.
또한 본 발명은 막분리조(50) 하부 일측에 자동밸브(57)를 구비하고, 막분리조(50)와 막분리처리수조(60) 중앙부 일측을 연결하는 배관 및 자동밸브(56)을 구비하여 분리막모듈(51) 세정시 막분리처리수조(60)의 처리수를 이용하고 분리막모듈(51)을 막분리조(50)로부터 탈거 및 이동이 필요 없이 막분리조(50)내에서 분리막모듈(51)을 세정하여 분리막의 세정 과정을 단순화하는 것을 특징으로 하는 하폐수의 고도처리장치를 제공한다.
또한 본 발명은 막분리조(50) 상부 일측에 혼합액반송관(55)을 구비하고 폭기조(40)내 구비된 폭기조혼합액이송펌프(42)에 의해 이송된 질산화 혼합액이 혼합액반송관(55)을 통해 무산소조(30)로 수위차이에 의해 중력식 자연유하로 반송되어 질소 제거가 이루어지도록 하고 질산화 혼합액 내부반송에 필요한 동력장치를 생략할 수 있는 것을 특징으로 하는 하폐수의 고도처리장치를 제공한다.
또한 본 발명은 막분리조(50) 하부 일측에 슬러지이송관(81) 및 자동밸브(57)를 구비하여 막분리조(50)에서 물과 분리된 슬러지가 수위차이에 의해 중력식 자연유하로 혐기조(20)로 이송되어 처리장치 내 미생물량을 일정하게 유지되도록 하고 슬러지 이송에 필요한 동력장치를 생략할 수 있는 것을 특징으로 하는 하폐수의 고도처리장치를 제공한다.
또한 본 발명은 막분리조(50)의 수위를 일정 이상 유지할 수 있도록 하기 위하여 분리막모듈(51)에 연계된 흡입펌프(53)의 유체이송 용량 대비 200∼400%의 유체이송 용량을 갖는 폭기조혼합액이송펌프(42)를 구비하는 것을 특징으로 하는 하폐수의 고도처리장치를 제공한다.
본 발명의 내부 세정 막분리조를 포함한 하폐수의 고도 처리 장치에 의하면, 분리막(51)을 이용하여 고액분리가 이루어지므로 종래의 침전지에서 발생할 수 있는 벌킹(bulking)현상이나 핀플록(pin floc)현상에 의한 처리수질 저하를 방지하여 고도처리 수질의 항상성을 기대할 수 있는 특징이 있다.
또한, 종래의 하폐수의 고도처리 장치에서는 폭기조로부터 반송액을 무산소조로 반송을 받아 탈질화에 의한 질소 제거를 하고 있어서 탈질의 효율이 적은 반면 본 발명의 내부 세정 막분리조를 포함한 하폐수의 고도 처리 장치에 의하면 막분리조(50)에서 질산화게 진행된 혼합액을 무산소조(30)로 내부반송하여 무산소조(30)의 무산소 상태하에서 탈질작용에 의한 질소제거의 효율을 현저히 높이는 효과가 나타난다.
또한, 본 발명의 내부 세정 막분리조를 포함한 하폐수의 고도 처리 장치에 의하면, 주기적인 분리막(52) 세정시 종래의 막분리 처리장치에서는 별도의 세정용 탱크를 이용하는 방식과 달리 본 발명의 장치 및 방법에서는 자동밸브(56,57)의 단순한 개폐조작만으로 막분리조(50) 내에서 직접 분리막모듈(51)을 세정하므로 분리막모듈(51)의 탈거/이동에 따르는 부대설비 및 인력 등의 비용을 절감할 수 있는 특징이 있으며, 분리막(52) 세정시간을 단축할 수 있는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 내부 세정 막분리조를 포함한 하폐수의 고도 처리 장치에 의하면, 폭기조(40)와 막분리조(50)에서 질산화된 혼합액을 수위차에 의한 중력식으로 혼합액반송관(55)을 통해 무산소조(30)로 이송할 수 있으므로, 별도의 동력설비를 생략할 수 있는 특징이 있다.
도 1은 본 발명 하폐수의 막분리 고도처리 장치 및 방법의 실시예에 따른 공정 흐름도.
도 2는 본 발명 하폐수 고도처리 장치의 막분리조 및 막분리처리수조의 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 하폐수의 막분리 고도처리장치의 처리계통도.
도 4는 종래 기술에 따른 하폐수 막분리 처리장치의 처리계통도 실시예.
도 5는 본 발명 하폐수 고도처리 장치 및 방법에 따른 중공사형 분리막의 상세 개념도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명 하폐수의 막분리 고도처리 장치 및 방법의 실시예에 따른 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명 하폐수 고도처리 장치의 막분리조 및 막분리처리수조의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 하폐수의 막분리 고도처리장치의 처리계통도이며,
도 4는 종래 기술에 따른 하폐수 막분리 처리장치의 처리계통도 실시예이다.
도 5는 본 발명 하폐수 고도처리 장치 및 방법에 따른 중공사형 분리막의 상세 개념도이다.
본 발명 하폐수의 막분리 고도처리 장치 및 방법을 첨부한 도면을 이용하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 하폐수중의 유기물질 및 질소, 인을 막분리 방식으로 처리하는 장치 및 방법에 있어서, 혐기조(20), 무산소조(30), 폭기조(40)를 거치면서 유기물질 및 질소, 인을 처리하고, 폭기조(40)의 후단에 배치하여 폭기조(40) 혼합액을 슬러지와 물로 분리하는 고액분리의 수단으로서 막분리조(50)와 막분리처리수조(60)를 구비하는 것을 특징으로 하는 내부 세정 막분리조를 포함한 하폐수 고도처리장치 및 하폐수 처리방법을 제공한다.
먼저 도 1 내지 도 3의 본 발명 실시 예에 따른 하폐수 고도처리장치는 집수조(10), 혐기조(20), 무산소조(30), 폭기조(40), 막분리조(50), 막분리처리수조(60)를 포함한다.
또한 본 발명은 집수조(10), 혐기조(20), 무산소조(30), 폭기조(40), 막분리조(50), 막분리처리수조(60)를 포함하는 내부 세정 막분리조를 포함한 하폐수의 고도처리장치를 제공한다.
본 발명은 하폐수중의 유기물질과 질소, 인을 고도 처리하는데 있어서, 혐기성 상태하에서 미생물의 인 방출작용이 일어나도록 하는 혐기조(20);
상기 혐기조(20) 후단에 배치되고, 무산소 상태하에서 탈질작용에 의한 질소제거가 일어나도록 하는 무산소조(30);
상기 무산소조(30) 후단에 배치되고, 미생물에 의한 유기물질과 질소화합물의 산화반응 및 상기 혐기조(20)에서 방출된 인의 흡수작용이 일어나도록 하는 폭기조(40);
상기 폭기조(40) 후단에 배치되고, 처리수와 슬러지의 고액분리가 일어나도록 하여 분리된 슬러지는 무산소조(30)로 이송되고, 처리수는 막분리처리수조(60)로 이송되도록 하는 막분리조(50)를 구비하는 것을 특징으로 하는 하폐수 처리장치를 제공한다.
본 발명의 상기한 집수조(10)는 하수 또는 폐수가 모아져서 유입되어 일시적으로 저장되는 기능을 수행하는 수조 또는 반응조를 의미한다.
본 발명의 상기한 혐기조(20)는 통상적인 혐기성 반응조를 의미하며 하수 또는 폐수를 생물학적으로 처리하는 공정에서 혐기성 미생물에 의하여 처리되는 반응조를 의미한다.
본 발명의 상기한 무산소조(30)는 통상적인 무산소 반응조를 의미하며 하수 또는 폐수를 생물학적 또는 생화학적으로 처리하는 공정에서 산소가 없거나 산소가 부족한 상태에서 처리되는 반응조를 의미한다.
본 발명의 상기한 폭기조(40)는 활성 슬러지법에 의한 정화의 중심이 되는 탱크 또는 반응조로, 하폐수는 여기서 활성 슬러지와 혼입되어 산소의 공급을 받는다. 산소를 투입하는 방법은 압축 공기를 송입하는 산기식과 오수를 뒤섞어 대기와 직접 접촉하게 하는 기계 교반식이 있다. 탱크의 용량은 계획 1일 최대 오수량을 기준으로 하여 에어레이션 시간 또는 BOD-SS 부하로부터 정한다.
본 발명의 막분리조(50)는 통상의 막(filter)에 의하여 하폐수의 고액분리를 하는 기능을 수행하는 장치 또는 반응조 등을 의미한다.
본 발명의 막분리처리수조(60)는 상기한 막분리조에서 처리된 처리수가 이송되어 수처리되는 기능을 수행하는 장치 또는 반응조 등을 의미한다.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명은 하폐수가 유입되면 집수조(10)에서 일정시간 체류한 후 하폐수유입펌프(11) 및 하폐수유입관(12)을 통해 혐기조(20)로 유입된다.
한편 상기한 폭기조(40)와 막분리조(50)를 거친 슬러지도 자동밸브(57) 및 슬러지이송관(81)을 통해 혐기조(20)로 유입되는데, 막분리조(50)와 혐기조(20)의 수위차이에 의해 간헐적인 자동밸브(57) 개폐동작으로 중력식 자연유하로 슬러지를 이송한다.
본 발명의 혐기조(20)에서는 혐기성미생물에 의하여 하폐수 중의 인을 제거하기 위한 전체 기작의 전단계인 인 방출 작용이 일어난다. 혐기조(20)에는 미생물을 포함하는 슬러지와 하폐수의 원활한 접촉 및 혼합을 위하여 혐기조교반장치(21)를 구비한다.
혐기조(20)의 하폐수와 슬러지 혼합액은 혐기조(20) 상부 일측을 통해 무산소조(30)로 유입되며, 또한 하기의 막분리조(50) 상부 일측의 혼합액반송관(55)을 통해 막분리조(50)의 질산화 혼합액이 반송되어 무산소조(30)로 유입된다.
본 발명의 무산소조(30)에서는 하폐수 중의 유기물질 산화반응시 최종 전자수용체(electron acceptor)로 하기의 폭기조(40) 및 막분리조(50)로부터 반송되어온 질산화 혼합액의 질산성질소(NO3-N) 결합산소가 이용되어 질산성질소가 질소가스(N2)로 변환되는 탈질반응(Denitrification)이 이루어져 질소가스가 대기중으로 방출 제거됨으로써 하폐수중의 질소제거가 이루어진다.
무산소조(30) 내에도 미생물을 포함하는 슬러지와 하폐수의 원활한 접촉 및 혼합을 위하여 무산소조교반장치(31)를 구비한다.
본 발명은 폭기조(40)의 혼합액은 폭기조(40) 내측에 구비된 폭기조혼합액이송펌프(42)를 통해 막분리조(50)로 이송된다.
무산소조(30)의 혼합액은 무산소조(30) 상부 일측을 통해 폭기조(40)로 유입된다.
폭기조(40)에서는 호기성 미생물에 의하여 하폐수중의 유기물질의 산화 및 질소화합물의 산화(Nitrification)가 이루어지고, 전단의 혐기조(20)에서 방출된 인을 미생물에 의한 과잉섭취(Luxury Uptake)로 방출된 인의 양보다 많은 양의 인이 미생물의 체내에 축적되어 하기의 막분리조(50)에서의 분리막(52)에 의해 물과 분리된 슬러지중 일부가 슬러지저장조(80)로 이송 제거됨으로써 처리 계통으로부터 인의 제거가 이루어진다.
폭기조(40) 내측에는 미생물에 산소를 공급하여 호기성 조건을 유지하기 위하여 산기장치(41)가 구비되고, 송풍기(54)와 공기공급관(59)을 이용하여 산기장치(41)를 통해 산소가 공급된다.
본 발명의 슬러지저장조(80)는 상기한 막분리조(50)에서의 분리막(52)에 의해 물과 분리된 슬러지를 저장하는 장치 또는 처리조를 의미한다.
본 발명은 폭기조(40)의 혼합액은 폭기조(40) 내측에 구비된 폭기조혼합액이송펌프(42)를 통해 막분리조(50)로 이송된다.
도 2에서 보는 것처럼 본 발명은 침전조 대신 침지식 중공사 분리막을 이용하여 고액 분리를 실시하여 처리효율을 향상시키고, 분리막 모듈을 막분리조 내부에서 직접 세정할 수 있도록 하는 막분리조(50)로 구성한 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명의 막분리조(50) 내측에는 분리막(52)이 여러 가닥이 모아져 이루어진 분리막모듈(51)이 구비되는데, 분리막(52)은 중공사 형태의 분리막(52)을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기한 막여과조의 분리막은 유기질 소재 또는 무기질 소재의 막을 사용하는 것이 좋다.
본 발명에서 상기한 막여과조의 분리막은 바람직하게는 무기질 소재의 막을 사용하는 것이 높은 여과유량(플럭스)에 적응할 수 있고 또한 내화학적 특성을 구비하게 되는 작용을 하게 된다.
본 발명에서의 무기질 소재의 막(무기막)은 금속이나 금속 산화물, 탄소 등의 물질로 이루어져 있는 것을 의미한다.
이와 같은 무기막은 고분자막이 갖고 있지 않은 여러가지 장점 즉, 내열성, 내화학성 및 물리적 강도 등과 같은 특성을 갖고 있다.
상기한 무기막은 다공성 지지체가 포함되어 있으며, 재질은 알루미나, 지르코니아, 타이타니아, 실리카, 뮬라이트, 실리콘 카바이드, 실리콘 나이트라이드, 카본 등을 주로 사용되는데, 일반적으로 1000℃이상의 고온에서 소결되어 제조된 것을 사용한다.
본 발명은 상기한 알루미나, 지르코니아, 타이타니아, 실리카, 뮬라이트, 실리콘 카바이드, 실리콘 나이트라이드 또는 카본 등의 다공성 지지체 재료에 수산화알루미늄, 물유리, 인산 및 초산을 혼합하여 1000℃이상의 고온에서 소결되어 제조된 것을 사용함으로써 기공의 균일성이 좋고 내구성이 현저히 높은 다공성 지지체를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기한 다공성 지지체 재료 100 중량부에 수산화알루미늄 1~2 중량부, 물유리 0.5~1 중량부, 인산 0.1~0.5 중량부 및 초산 0.1~0.5 중량부를 혼합하여 제조한 다공성 지지체가 기공의 균일성이 좋고 내구성이 현저히 높은 효과가 나타난다.
본 발명의 상기한 무기막은 다공성 지지체의 벽을 사이에 두고 한 쪽 면으로는 금속염 용액을, 반대쪽 면으로는 알칼리 유체를 각각 흘려 보냄으로써, 상기 지지체의 표면이나 기공 내부에 이와 같이 생성된 불용성 무기층을 건조시킨 후에, 고온 소결시켜 금속 산화물층을 형성시키는 것으로 이루어지는 제조 방법으로 이루어진 미세 기공 무기막인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 상기 미세 기공 무기막 제조 방법은 상기한 금속 산화물층을 추가로 금속층으로 환원시키는 것으로 한다.
또한 상기 금속염 용액은 금속염이 알루미늄, 지르코늄, 실리콘, 타이타늄, 철, 바나듐. 팔라듐, 백금, 은, 니켈, 마그네숨, 망간, 크롬 및 이트륨으로 구성되는 군에서 선택되는 금속의 염인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 알칼리 유체는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 암모니아수, 탄산나트륨 및 탄산암모늄으로 구성되는 군에서 선택되는 한 가지 이상의 용액인 것을 특징으로 하며 PH가 7 이상으로 수행된다.
본 발명의 알칼리 유체는 천연 강화 조성물을 더 포함하게 되어 내산성 및 내염기성을 강화시키는 무기막으로 제조시키는 특징을 갖는다.
천연 강화 조성물은 상기한 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 암모니아수, 탄산나트륨 및 탄산암모늄으로 구성되는 군에서 선택되는 한 가지 이상의 용액의 혼합액 100중량부에 1~5중량부를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 천연 강화 조성물은 마황 100중량부에 창출 30~55중량부, 목통 30~55중량부, 백출 100~150중량부, 나복자 10~40중량부, 맥문동 10~40중량부, 길경 10~40중량부, 위령선 80~120 중량부, 천오두 80~120 중량부, 선퇴 80~120 중량부를 혼합하여 추출한 조성물을 의미한다.
이와 같은 천연 강화 조성물이 알칼리 유체에 포함되어 알칼리 유체가 상기한 금속염 용액과 반응하는 과정에서 불용성 침전물을 형성함으로써 지지체의 기공을 축소시키거나 막게 하는데 이러한 불용성 침전물이 지지체의 기공을 축소시키거나 막아서 형성되는 미세기공의 내산성 및 내염기성을 증진시키는 작용을 하고 지지체와 불용성침전물의 결합력을 증진시키는 작용을 하게 된다.
천연 강화 조성물을 추출하는 방법으로는 상기한 중량부대로 혼합한 원재료 100중량부에 물 100~5,000 중량부를 혼합하고 가열하여 추출할 수 있다.
상기한 원재료 100중량부에 물 1000중량부를 혼합하여 추출하면 약 800~1000중량부 정도의 추출액이 나오게 된다.
이와 같은 추출액을 증류과정을 하여 수분을 증발시켜 약 80~150중량부 정도의 추출액을 수득할 수 있다.
또한 상기한 천연 강화 조성물을 추출하는 방법으로는 상기의 혼합한 원재료 100 중량부에 70~85%[질량%] 에탄올 800~1000중량부를 넣고, 2~4시간 동안 환류 추출 하고 여액을 rotary evaporator를 이용하여 감압, 농축하는 방법으로 추출할 수 있으며 약 80~150중량부 정도의 추출액을 수득할 수 있다.
본 발명은 천연 강화 조성물을 추출하는 방법은 에탄올을 이용하는 방법으로 추출하는 것이 효과적이다.
따라서 본 발명에 의한 미세 기공을 갖는 무기막의 제조 방법은, 액상에서 서로 반응하여 불용성 침전물을 형성하는 두 반응물인, 금속염 용액 (이하 반응물 1이라 칭함)과 알칼리 유체(이하 반응물 2라 칭함)를 다공성 지지체를 사이에 두고 흘려 보내면 두 반응물이 이 지지체의 기공 내부 또는 표면에서 반응하여 불용성 침전물을 형성함으로써 지지체의 기공을 축소시키거나 완전히 막게 된다.
이와 같이 불용성 침전물이 형성된 지지체를 상온에서 건조시키고, 약 400∼700℃ 정도의 온도에서 고온 소결시켜, 금속 산화물층을 형성시키면 미세 기공을 갖는 무기막이 제조된다.
경우에 따라서, 이와 같이 금속 산화물층이 형성된 미세 기공을 갖는 무기막을 추가로 환원 반응시켜, 금속층으로 이루어진 미세 기공 무기막을 제조할 수도 있다. 상기한 바와 같이 금속 산화물층을 형성시킨 후, 약 200∼700℃의 온도에서 공기를 차단시키고 수소 기체를 흘려 보내면서 환원 반응시켜 금속층을 형성시킨다.
이와 같이 제조된 금속층의 미세 기공 무기막은 기공 크기의 제어에 의한 기체 투과도와 선택도의 조절 외에도, 투과 기체와의 흡착력 등에 의해서도 기체 투과도와 선택도의 조절이 가능하므로, 그 제어 효과를 증대시킬 수 있다.
다공성 지지체는 그 모양에는 특별한 한정이 없으나, 예를 들어 평판형 또는 관형으로 사용될 수 있다.
다공성 지지체의 재질로는 알루미나, 지르코니아, 타이타니아, 실리카, 뮬라이트, 실리콘 카바이드, 실리콘 나이트라이드, 카본 등이 주로 사용되는데, 일반적으로 1000℃이상의 고온에서 소결되어 제조된 것들이다.
일반적으로 다공성 지지체에는 작은 기공이 다수 존재하는데, 그 기공 크기는 일반적으로 약 0.004∼50㎛정도, 보다 바람직하게는 약 0.005∼2㎛ 정도가 되고, 지지체의 전체 기공율은 약 30∼60% 정도가 된다.
본 발명에 의한 무기막 제조에 사용될 수 있는, 금속 산화물의 전구체인 금속염은 알루미늄(Al), 지르코늄(Zr), 실리콘(Si), 타이타늄(Ti), 철(Fe), 바나듐(V), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 은(Ag), 니켈(Ni), 마그네슘(Mg), 망간(血), 크롬(Cr), 이트륨(Y) 등과 같은 금속의 염화물, 질화물 및 옥살산염 등이 일반적이
다.
이 중에서, 알루미늄 나이트레이트, 지르코닐 나이트레이트, 실리콘 클로라이드, 타이타늄 클로라이드, 질화철, 팔라듐 나이트레이트, 염화백금산, 질화은, 니켈 나이트레이트, 마그네숨 나이트레이트, 질화크롬, 이트륨 나이트레이트 등이 대표적인 경우의 예가 된다.
침전체인 알카리 유체로는, 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 수산화칼슘(Ca(OH)2 ), 암모니아수(NH4 OH), 탄산나트륨(Na2CO3 ) 및 탄산암모늄((NH 4)2CO3 ) 등의 용액 중의 한 가지만이 사용되거나, 한 가지 이상의 혼합 용액으로서 pH 7 이상의 알카리 용액이 일반적으로 사용될 수 있으며, 기체로서 암모니아 기체 등을 사용할 수 있다.
보다 바람직하게는, 암모니아수(NH4 OH), 탄산나트륨(Na2CO3 ) 및 탄산암모늄((NH4)2CO3)의 각 용액 중의 한 가지 또는 한 가지 이상의 혼합 용액 및 암모니아 기체를 사용한다.
이와 같이 본 발명에 의해 형성되는 박막층은, 금속 산화물층으로는 알루미나(A12O3), 지르코니아(ZrO2), 타이타니아(TiO2 ), 산화바나듐(V2O5 ), 마그네시아(NlgO), 이트리아(Y2O3 ), 실리카(SiO2 ), 산화니겔(NiO), 산화철(Fe2O3 ), 산화꽐라듐(PdO), 산화은(AgO) 등의 2가 이상의 금속 산화물로 이루어진다. 또한, Pd, Ni,Pt와 Ag 등의 금속으로 이루어진다.
본 발명은 상기한 방식으로 제조되어 내열성, 내화학성 및 물리적 강도 등이 증대된 무기막을 사용하는 것이 효율적이다.
본 발명의 분리막모듈(51) 상부 일측에는 흡입관(58)이 구비되고 흡입관(58)과 연계된 흡입펌프(53)에 의하여 혼합액중의 물과 슬러지 등의 고형물이 분리되어 물은 막분리처리수조(60)로 이송되는데 처리수는 분리막(52) 세정을 위하여 막분리처리수조(60)에 머물 수 있도록 하고, 다시 막분리처리수조(60) 상부 일측에 구비된 처리수이송관(61)을 통해 처리수조(70)로 이송된다.
본 발명의 처리수조(70)는 막분리처리수조(60)에 저장된 처리수를 방류를 위하여 일시적으로 저장하는 장치 또는 처리조를 의미한다.
상기의 물과 분리된 슬러지는 막분리조(50)에 남게 되는데 이 슬러지는 다시 간헐적인 자동밸브(57)의 자동 개폐동작으로 슬러지이송관(81)을 통해 중력식 자연유하로 혐기조(20)로 이송되어 슬러지 이송에 필요한 별도의 동력장치가 필요 없이도 본 발명의 하폐수 처리장치 내의 미생물량을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 폭기조(40)와 막분리조(50)에서 질산화반응이 완료된 혼합액의 질소를 제거하기 위한 무산소조(30)로의 내부반송 수단으로서 혼합액반송관(55)을 구비하는 것을 특징으로 하며, 막분리조(50)에서 고액분리 후 슬러지를 혐기조(20)와 슬러지저장조(80)로 이송하는 수단으로서 슬러지이송관(81)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명의 기술적 특징은 막분리조(50)의 질산화반응이 완료된 혼합액을 무산소조(30)로 별도의 동력없이 자연유하로 내부반송하여 무산소조(30)의 무산소 상태하에서 탈질작용에 의한 질소제거의 효율을 현저히 높이는 작용을 하는 것이다.
도 4에서 보는 바와 같이 종래의 하폐수의 고도처리 장치에서는 폭기조로부터 반송액을 무산소조로 반송시켜 탈질화에 의한 질소 제거를 하고 있어서, 탈질의 효율이 적은 반면 본 발명은 막분리조(50)에 질산화반응이 완료된 혼합액을 무산소조(30)로 내부반송하여 무산소조(30)의 무산소 상태하에서 탈질작용에 의한 질소제거의 효율을 현저히 높이는 작용을 하게 되는 것이다.
즉, 막분리조(50) 상부 또 다른 일측에는 혼합액반송관(55)이 구비되는데 폭기조(40)와 막분리조(50)에서 질산화된 질산화 혼합액이 혼합액반송관(55)을 통해 무산소조(30)로 이송되어 무산소조(30)에서의 탈질작용에 의해 질소가 제거된다.
또한 본 발명은 별도의 동력 장치 없이 자연유하식으로 막분리조(50)에서 혼합액이 무산소조(30)로 반송되기 위해서는 막분리조(50)의 수위가 일정 이상 유지되어야 하기 때문에 흡입펌프(53)에 의해 막분리조(50)로부터 반출되는 물의 양 이상으로 폭기조(40)내의 폭기조혼합액이송펌프(42)에 의해 막분리조(50)로 이송되는 혼합액의 양이 상대적으로 많아야 막분리조(50)의 수위 변동 없이 수위를 일정 이상 유지할 수 있다.
따라서 상기한 폭기조혼합액이송펌프(42)는 막분리조(50)의 수위를 일정 이상 유지할 수 있도록 하기 위하여 분리막모듈(51)에 연계된 흡입펌프(53)의 유체이송 용량 대비 200∼400%의 유체이송 용량을 갖는 것이 좋다. 또한, 폭기조혼합액이송펌프(42)는 질소제거를 위한 내부반송펌프의 역할도 동시에 수행한다.
따라서 본 발명은 상기한 폭기조(40)로부터 막분리조(50)로 이송하는 유체량은 상기한 분리막모듈(51)과 연계된 흡입펌프(53)에 의하여 막분리처리수조(60)로 이송되는 유체량의 200∼400%로 되는 것이 바람직하다.
본 발명은 이와 같이 막분리조(50)와 무산소조(30)의 수위 차이에 의한 중력식 자연유하로 별도의 동력장치 없이 혼합액의 내부반송이 이루어지는 효과가 있다.
또한 하폐수 중의 질소를 제거하기 위해서는 폭기조(40)와 막분리조(50)의 질산화 혼합액을 무산소조(30)로의 내부반송이 필요한데 이를 위해서는 폭기조혼합액이송펌프(42)의 유체이송 용량이 막분리조(50)내 흡입펌프(53)의 유체이송 용량 대비 200~400%로 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 막분리조(50)와 막분리처리수조(60)의 중앙부 및 하측부 일측에 각각 자동밸브(56,57)를 구비하여 분리막(52)을 세정하고자 할 때 분리막모듈(51)을 막분리조(50)로부터 꺼내거나 별도의 세정용 탱크나 용기로 이동시키지 않고 자동밸브(56,57)의 단순한 개폐동작만으로 막분리조(50) 내에서 분리막모듈(51)을 세정할 수 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 종래의 막분리조(50)의 경우 분리막(52) 또는/및 분리막모듈(51)을 세정하고자 할 때에는 분리막(52) 또는/및 분리막모듈(51)을 막분리조(50)에서 꺼내어 별도의 세정용 탱크나 용기로 이동하여 세정을 하여 분리막 (52) 또는 분리막모듈(51)을 장착하거나 새로운 분리막 (52) 또는 분리막모듈(51)을 교환하여 설치하게 됨에 따라 막분리조의 운영상의 어려움과 불편함 그리고 시간과 노동력이 많이 드는 문제점이 있었다.
이와 같이 본 발명은 막분리조(50)와 막분리처리수조(60)의 중앙부 및 하측부 일측에 각각 자동밸브(56,57)를 구비하여 분리막(52)을 세정하고자 할 때 분리막모듈(51)을 막분리조(50)로부터 꺼내거나 별도의 세정용 탱크나 용기로 이동시키지 않고 자동밸브(56,57)의 단순한 개폐동작만으로 막분리조(50) 내에서 분리막모듈(51)을 세정할 수 있어서 막분리조의 운영상의 편리함과 시간 및 노동력을 현저히 줄일 수 있는 효과가 나타나게 된다.
도 5에 예시한 바와 같이 분리막(52)을 통한 물과 슬러지의 고액분리 작용이 진행될수록 분리막(52) 표면 일부에 슬러지 등의 이물질이 침적되어 분리막(52)의 기공이 막히거나 이물질로 오염되어 여과처리 속도가 현저히 감소하게 된다.
이러한 때에는 분리막(52)을 일정한 약품을 첨가하여 세정을 실시함으로써 분리막(52)을 원래의 상태로 회복해야 한다.
따라서 본 발명은 막분리조(50) 중앙부 일측과 막분리처리수조(60) 중앙부 일측을 연결하는 배관에는 자동밸브(56)가 구비되는데, 분리막모듈(51) 세정시에 먼저 막분리조(50) 하부 일측의 자동밸브(57)가 열리면서 막분리조(50)의 슬러지를 포함한 혼합액이 전량 혐기조(30)로 이송되어 막분리조(50)가 비워지고 이후 자동밸브(56)가 열리면서 막분리처리수조(60)의 처리수가 막분리조(50)로 자동 이송되어 분리막모듈(51)이 처리수에 의해 완전히 잠길 때까지 채워지게 된다.
따라서 막분리처리수조(60)의 처리수가 막분리조(50)로 자동 이송되어 분리막모듈(51)이 처리수에 의해 완전히 잠길 때까지 채워지게 됨에 따라 분리막모듈(51)이 자동 세정되게 되는 효과가 나타나게 된다.
이와 같이 본 발명의 내부 세정 막분리조를 포함한 하폐수의 고도 처리 장치에 의하면, 종래의 막분리 처리장치에서는 주기적인 분리막(52) 세정시 분리막모듈(51)을 인양하여 별도의 세정용 탱크에 넣은 후 세정시킨 후 막분리조(50)로 다시 이송시키는 방식을 하는 반면, 본 발명의 장치 및 방법에서는 자동밸브(56,57)의 단순한 개폐조작만으로 막분리조(50) 내에서 직접 분리막모듈(51)을 세정하므로 분리막모듈(51)의 탈거/이동에 따르는 부대설비 및 인력 등의 비용을 절감할 수 있는 특징이 있으며, 분리막(52) 세정시간을 단축할 수 있는 특징이 있다.
이때 분리막모듈(51)이 이송된 처리수에 의해 완전히 잠길 수 있도록 막분리처리수조(60)의 처리수 저장 용량이 막분리조(50)의 용량보다 크게 하는 것이 바람직하다.
한편 도 2에 예시한 바와 같이 분리막모듈(51)을 세정을 위하여 일정한 세정 약품이 필요하므로 세정약품저장조(90)와 약품펌프(91)가 구비되는데 세정 약품으로는 차아염소산나트륨(NaOCl) 등을 사용하는 것이 바람직하다.
분리막모듈(51)의 세정이 완료된 후 세정폐액은 자동밸브(57)를 통해 슬러지저장조(80)로 이송되도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 분리막모듈(51) 세정시 막분리조(50)로부터 분리막모듈(51)을 탈거하여 이동시키지 않고 막분리조(50) 내에서 세정을 실시할 수 있으므로 종래의 기술에서 보이는 별도의 세정용 탱크 및 분리막 탈거/이동 설비가 필요하지 않으며 단순하고 신속한 과정으로 분리막모듈(51)을 세정할 수 있는 효과가 있다.
이상과 같이 본 발명 하폐수의 고도처리 장치 및 방법을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명 기술사상의 범위 내에서 다양한 형태로 구현될 수 있음은 물론이다.
본 발명은 수처리 장치 또는 시스템에 관한 장치 또는 수단을 생산, 제조, 판매, 가공, 운영하는 산업에 매우 유용한다.
특히 본 발명은 수처리 중 하폐수를 고도로 처리할 수 있는 폐수처리 장치 또는 시스템에 관한 장치 또는 수단을 생산, 제조, 판매, 가공, 운영하는 산업에 매우 유용하게 이용될 수 있다.
10 : 집수조 11 : 하폐수유입펌프
12 : 하폐수유입관 20 : 혐기조
21 : 혐기조교반장치 30 : 무산소조
31 : 무산소조교반장치 40 : 폭기조
41 : 산기장치 42 : 폭기조혼합액이송펌프
43 : 폭기조혼합액이송관 50 : 막분리조
51 : 분리막모듈 52 : 중공사형 분리막
53 : 흡입펌프 54 : 송풍기
55 : 혼합액반송관 56,57 : 자동밸브
58 : 흡입관 59 : 공기공급관
60 : 막분리처리수조 61 : 처리수이송관
62 : 자동밸브 70 : 처리수조
80 : 슬러지저장조 81 : 슬러지이송관
90 : 세정약품저장조 91 : 약품펌프

Claims (5)

  1. 혐기조(20), 무산소조(30), 폭기조(40), 막분리조(50), 막분리처리수조(60)를 포함하되,
    혐기성 상태하에서 미생물의 인 방출작용이 일어나도록 하는 혐기조(20);
    상기 혐기조(20) 후단에 배치되고, 무산소 상태하에서 탈질작용에 의한 질소제거가 일어나도록 하는 무산소조(30);
    상기 무산소조(30) 후단에 배치되고, 미생물에 의한 유기물질과 질소화합물의 산화반응 및 상기 혐기조(20)에서 방출된 인의 흡수작용이 일어나도록 하는 폭기조(40);
    상기 폭기조(40) 후단에 배치되어 막(filter)에 의하여 하폐수의 고액분리를 하는 기능을 수행하는 막분리조(50)가 구비되고,
    막분리조(50) 상부 일측에 혼합액반송관(55)을 구비하고 폭기조(40)내 구비된 폭기조혼합액이송펌프(42)에 의해 이송된 질산화 혼합액을 혼합액반송관(55)을 통해 무산소조(30)로 반송시켜 질소 제거가 이루어지도록 하고 상기한 질산화 혼합액은 수위차이에 의해 중력식 자연유하로 무산소조(30)로 반송되어 질산화 혼합액 내부반송에 필요한 동력장치를 생략할 수 있고,
    막분리조(50) 하부 일측에 슬러지이송관(81) 및 자동밸브(57)를 구비하여 막분리조(50)에서 물과 분리된 슬러지가 혐기조(20)로 이송되되 수위차이에 의해 중력식 자연유하로 혐기조(20)로 이송되어 슬러지 이송에 필요한 동력장치를 생략할 수 있되,
    상기한 폭기조(40)와 막분리조(50)를 거친 슬러지는 자동밸브(57) 및 슬러지이송관(81)을 통해 혐기조(20)로 유입되되 막분리조(50)와 혐기조(20)의 수위차이에 의해 간헐적인 자동밸브(57)의 개폐동작으로 중력식 자연유하로 슬러지를 이송하고,
    막분리조(50) 하부 일측에 자동밸브(57)를 구비하고, 막분리조(50)와 막분리처리수조(60) 중앙부 일측을 연결하는 배관 및 자동밸브(56)를 구비하여 분리막모듈(51) 세정시 막분리처리수조(60)의 처리수를 이용하고 분리막모듈(51)을 막분리조(50)로부터 탈거 및 이동이 필요 없이 막분리조(50)내에서 분리막모듈(51)을 세정하여 분리막의 세정 과정을 단순화하되,
    상기한 자동밸브(56)는 막분리조(50) 중앙부 일측과 막분리처리수조(60) 중앙부 일측을 연결하는 배관에 구비되고, 분리막모듈(51) 세정시에 먼저 막분리조(50) 하부 일측의 자동밸브(57)가 열리면서 막분리조(50)의 슬러지를 포함한 혼합액이 전량 혐기조(30)로 이송되어 막분리조(50)가 비워지고 이후 상기한 자동밸브(56)가 열리면서 막분리처리수조(60)의 처리수가 막분리조(50)로 자동 이송되어 분리막모듈(51)이 처리수에 의해 완전히 잠길 때까지 채워지고,
    세정약품저장조(90)의 세정 약품이 약품펌프(91)에 의하여 막분리조(50)에 투입되어 세정하는 작용으로 분리막모듈(51)이 자동 세정되게 되는 기능이 수행되고,
    상기한 막분리조(50)의 분리막모듈(51)은 분리막(52)이 여러 가닥이 모아져 이루어지되, 상기 분리막(52)은 중공사 형태의 분리막(52)으로 구성되고,
    상기한 분리막(52)은 무기질 소재의 무기막으로 되어 있되,
    상기한 무기막은 다공성 지지체가 포함되어 있으며, 다공성 지지체는 알루미나, 지르코니아, 타이타니아, 실리카, 뮬라이트, 실리콘 카바이드, 실리콘 나이트라이드 또는 카본의 다공성 지지체 재료를 1000℃ 이상의 고온에서 소결되어 제조된 것이고,
    상기한 다공성 지지체는 상기한 다공성 지지체 재료 100 중량부에 수산화알루미늄 1~2 중량부, 물유리 0.5~1 중량부, 인산 0.1~0.5 중량부 및 초산 0.1~0.5 중량부를 혼합하여 제조된 다공성 지지체로 되어 있는 것을 특징으로 하는 하폐수의 고도처리장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    막분리조(50)의 수위를 일정 이상 유지할 수 있도록 하기 위하여 분리막모듈(51)에 연계된 흡입펌프(53)의 유체이송 용량 대비 200∼400%의 유체이송 용량을 갖는 폭기조혼합액이송펌프(42)를 구비하는 것을 특징으로 하는 하폐수의 고도처리장치.



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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102336842B1 (ko) 2021-05-31 2021-12-08 주식회사 아쿠아웍스 개량된 산기 처리구조를 갖는 생물막 반응 처리형의 하·폐수 처리 시스템
KR102543602B1 (ko) 2022-11-23 2023-06-20 주식회사 아쿠아웍스 고효율 산기관이 적용된 iot 기반의 에너지 절감형 스마트 하·폐수처리 시스템
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111268802A (zh) * 2020-03-26 2020-06-12 上海仁创环境科技有限公司 一种动态膜膜分离污水处理方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004174344A (ja) * 2002-11-26 2004-06-24 Japan Organo Co Ltd 膜分離装置
KR100649261B1 (ko) * 2005-07-21 2006-11-24 코오롱건설주식회사 분리막 세정용 폭기량이 최소화된 외부 침지식 생물학적분리막 반응조

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100558510B1 (ko) * 2003-12-22 2006-03-07 주식회사 포스코건설 침지형 분리막을 이용한 하폐수 고도처리장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004174344A (ja) * 2002-11-26 2004-06-24 Japan Organo Co Ltd 膜分離装置
KR100649261B1 (ko) * 2005-07-21 2006-11-24 코오롱건설주식회사 분리막 세정용 폭기량이 최소화된 외부 침지식 생물학적분리막 반응조

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102336842B1 (ko) 2021-05-31 2021-12-08 주식회사 아쿠아웍스 개량된 산기 처리구조를 갖는 생물막 반응 처리형의 하·폐수 처리 시스템
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