KR102162308B1 - 라멜라 구조를 이용한 수처리 장치 - Google Patents

라멜라 구조를 이용한 수처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 라멜라 구조를 이용한 수처리 장치는, 피처리수를 통과시키는 제1 처리조; 및 상기 제1 처리조의 후단에 설치되어 상기 피처리수를 수용하고, 내부로 기포가 공급되는 제2 처리조를 포함하고, 상기 복수의 경사판은 교번하여 배치되는 양전극판 및 음전극판을 포함하며, 상기 피처리수는 상기 양전극판 및 상기 음전극판 사이를 통과할 수 있다.

Description

라멜라 구조를 이용한 수처리 장치{WATER TREATMENT APPARATUS USING LAMELLA STRUCTURE}
본 발명은 라멜라 구조를 이용한 수처리 장치에 관한 것이다.
국제해사기구 IMO(International Maritime Organization)는 선박평형수 및 배기가스 분야에서 환경규제를 강화해왔고, 2020년 1월 1일부터 국제 항해에 종사하는 모든 선박에 대해 배출규제해역 외의 전 세계 모든 해역에서 선박용 연료의 황 함유량을 감소하기로 결정하였다. 동 결정에 따라, 선박은 주로 엔진, 보조 엔진 및 보일러용 연료로 황 함유량 0.5%(m/m) 이하의 연료유(또는 천연가스나 메탄올 연료)를 사용하거나 동등 이상의 효과를 가지는 배출가스 후처리장치를 사용해야 한다.
선박에서 사용되는 화석연료의 연소과정에서 발생되는 연소가스, 유해가스, 폐가스를 흡수 또는 산화 처리하는 배출가스 후처리장치로서 습식 스크러버(Scrubber)가 고려될 수 있다. 다만, 이 경우, 습식 스크러버에 사용되어 배출된 폐수(폐세정수)의 처리가 문제될 수 있고, 특히, 폐수의 pH, PAHs, 탁도 및 질산염 함량은 규제 대상이 된다.
이에 따라, 폐수 처리 관련 기술의 필요성이 증대되고 있으며, 폐수의 처리방법으로서, 침전, 여과 등을 이용한 물리적 처리방법, 화학약품을 투입하여 화학반응에 의한 처리를 하는 화학적 처리방법, 미생물을 이용하여 유기물을 분해 처리하는 생물학적 처리방법 등이 고려될 수 있다.
본 발명의 발명자는 폐수를 효과적으로 처리하기 위한 수처리 장치를 오랫동안 연구하고 시행착오를 거친 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 폐수를 배출 가능한 상태로 정화할 수 있는 라멜라 구조를 이용한 수처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 피처리수를 통과시키는 제1 처리조; 및 상기 제1 처리조의 후단에 설치되어 상기 피처리수를 수용하고, 내부로 기포가 공급되는 제2 처리조를 포함하고, 상기 복수의 경사판은 교번하여 배치되는 양전극판 및 음전극판을 포함하며, 상기 피처리수는 상기 양전극판 및 상기 음전극판 사이를 통과하는, 라멜라 구조를 이용한 수처리 장치가 제공된다.
상기 경사판은 지지판을 포함하고, 상기 양전극판 및 상기 음전극판은 상기 지지판에 결합될 수 있다.
상기 경사판은 상기 제1 처리조에 대해 탈착 가능할 수 있다.
상기 제1 처리조의 내측벽에는 가이드홈이 형성되고, 상기 경사판의 측면은 상기 가이드홈에 대해 슬라이딩 이동할 수 있다.
상기 제1 처리조의 하측으로 수집되는 제1 오염물질을 배출하도록 상기 제1 처리조에 결합되는 제1 배출부; 및 상기 제2 처리조의 상측으로 부상되는 제2 오염물질을 배출하도록 상기 제2 처리조에 결합되는 제2 배출부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 처리조의 전단에 설치되어 상기 피처리수를 약품과 혼화하는 라인믹서를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 처리조를 통과한 상기 피처리수를 여과하는 여과장치를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 처리조와 상기 제2 처리조 사이에 격벽이 형성되고, 상기 제1 처리조를 통과한 상기 피처리수는 상기 격벽의 상부를 넘어서 상기 제2 처리조로 이송될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 폐수를 효과적으로 정화할 수 있다.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라멜라 구조를 이용한 수처리장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 일부를 확대한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 라멜라 구조를 이용한 수처리장치에서 경사판을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 라멜라 구조를 이용한 수처리장치에서 탈착 가능한 경사판을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 라멜라 구조를 이용한 수처리장치를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 라멜라 구조를 이용한 수처리장치를 나타낸 도면이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 라멜라 구조를 이용한 수처리 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라멜라 구조를 이용한 수처리장치를 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1의 일부를 확대한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 라멜라 구조를 이용한 수처리장치는, 제1 처리조(100), 제2 처리조(200)를 포함한다. 제1 처리조(100) 및 제2 처리조(200)는 피처리수(W)를 수용하여 피처리수(W)를 정화처리할 수 있다. 피처리수(W)는 제1 처리조(100)를 먼저 통과하며, 제1 처리조(100)에서 정화된 후에 제2 처리조(200)로 유입된다.
피처리수(W)는 폐수로서 오염물질을 포함하며, 오염물질은 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 부유물질(Suspended Solid, SS), 다환방향족탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs), 유류성 물질 등을 포함할 수 있다. 피처리수(W)는 다양한 배출지로부터 공급될 수 있고, 예를 들어 폐수는 선박의 스크러버에서 배출된 폐세정수일 수 있다.
제1 처리조(100)는 라멜라(lamella 또는 lamellar) 구조를 이용한 처리조로서, 복수의 경사판(110)을 포함한다. 여기서 라멜라 구조는 층상구조로서 복수의 판이 층층이 쌓여있는 구조를 의미할 수 있다. 즉, 제1 처리조(100)의 라멜라 구조는, 서로 평행한 복수의 경사판(110)이 층층이 배치되는 것으로서, 인접한 경사판(110) 사이에는 소정의 간격이 형성될 수 있다. 인접한 경사판(110)의 간격은 약 5cm일 수 있으나, 제한되는 것은 아니다.
복수의 경사판(110)에 있어서, 서로 인접한 두 경사판(110) 사이로 피처리수(W)가 통과할 수 있다. 이러한 복수의 경사판(110)은 피처리수(W) 내 오염물질을 응집시켜 침전시킬 수 있다. 피처리수(W)는 인접한 두 경사판(110) 사이를 통과하면서 경사판(110)을 따라 이동할 수 있고, 고형화 또는 플럭(flock)화된 오염물질(이하, '제1 오염물질(S1)'이라 함)(S1)이 경사판(110)을 따라 내려가 침전될 수 있다. 침전된 제1 오염물질(S1)은 제1 처리조(100)에 설치된 제1 배출부(120)로 배출될 수 있다.
복수의 경사판(110)은 양전극판(112) 및 음전극판(113)을 포함할 수 있다. 양전극판(112)과 음전극판(113)은 교번하여 배치될 수 있다. 이 경우, 피처리수(W)는 양전극판(112)과 음전극판(113) 사이를 통과할 수 있고, 양전극판(112)과 음전극판(113)에 의해 피처리수(W) 내 오염물질이 분해될 수 있다. 오염물질은 전기응집(electro-coagulation), 전기부상(electro-flotation), 전기분해(electrolysis)(전기산화) 등의 방식으로 제거될 수 있다.
즉, 복수의 경사판(110)은 오염물질의 응집 외에, 오염물질을 전기화학처리하는 기능도 할 수 있다.
양전극판(112) 및 음전극판(113)은 가용성 전극일 수 있고, 철, 알루미늄, 아연 등의 금속으로 형성될 수 있다. 이러한 양전극판(112) 및 음전극판(113)에 의하면 전기응집(electro-coagulation) 및 전기부상(electro-flotation) 방식으로 오염물질이 제거될 수 있다. 특히 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx) 성분의 오염물질이 제거될 수 있다.
양전극판(112) 및 음전극판(113)에 전원이 연결되어 양전극판(112) 및 음전극판(113)에 전류가 인가되며, 전류는 화학반응을 일으키는 전기적 추진력으로 작용한다. 또한, NaCl를 포함하는 별도의 전해질이 제1 처리조(100)로 투입되거나, 피처리수(W)가 해수로부터 유래한 경우에는 피처리수(W)가 전해질로 사용될 수 있다.
양전극판(112)은 용해되고 금속이온이 용출된다. 용출된 다가의 금속이온이 음극에서 발생한 수산화기와 결합함으로써, 양전하를 띤 금속수화물(금속염)이 형성될 수 있다. 금속염은 피처리수(W)의 음전하를 띠는 오염물질을 흡착할 수 있다. 나아가 킬레이트 화합물 형태로 연속적인 흡착을 통해 질량이 증가하면 침전될 수 있고, 침전된 것은 제거될 수 있다. 이에 따라 탁도도 감소될 수 있다.
한편, 음전극판(113)에서 수소가스나 산소가스가 발생할 수 있고, 이러한 기체는 오염물질을 부상시킬 수 있다.
양전극판(112)이 알루미늄인 경우, Al(OH)3와 같은 금속수화물이 황산염(sulfate) 이온, 질산염(nitrate) 이온을 흡착할 수 있다. 연속적인 흡착을 통해 질량이 증가하여 침전될 수 있다. 이와 관련된 화학반응의 예시는 다음과 같다.
Figure 112019097951601-pat00001
또한, 질산염의 경우 자유전자에 의한 환원으로 질소 가스 형태로 탈기될 수 있다. 이와 관련된 화학반응의 예시는 다음과 같다.
Figure 112019097951601-pat00002
양전극판(112)이 철인 경우, Fe(OH)3과 같은 금속수화물이 생성되고 오염물질을 침전시킬 수 있다.
양전극판(112)은 불용성 전극(Dimensionally Stable Anode, DSA)으로 형성되고, 음전극판(113)은 티타늄으로 형성될 수 있다. 불용성 전극인 양전극판(112)은 RuO₂, IrO₂, MnO 등을 다공성 티타늄판에 도포하여 제조될 수 있다. 이러한 양전극판(112) 및 음전극판(113)에 의하면 전기산화 방식으로 오염물질이 분해될 수 있다. 특히, 다환방향족탄화수소(PAHs) 화합물이 제거될 수 있다.
양전극판(112) 및 음전극판(113)에 전원이 연결되어 양전극판(112) 및 음전극판(113)에 전류가 인가되며, 전류는 화학반응을 일으키는 전기적 추진력으로 작용한다. 또한, NaCl를 포함하는 별도의 전해질이 제1 처리조(100)로 투입되거나, 피처리수(W)가 해수로부터 유래한 경우에는 피처리수(W)가 전해질로 사용될 수 있다.
전기산화 반응은 크게 오염물질의 직접산화와 간접산화 반응이 존재할 수 있다.
직접산화에 의하면 오염물질이 양전극판(112) 표면에서 직접분해된다. 구체적으로 양전극판(112)에 물리적, 화학적으로 흡착된 수산화라디칼 (OH·)이나 활성산소(MOx+1)은 양전극판(112) 표면에서 유기 오염물질(예를 들어, PAHs)을 직접적으로 산화시킬 수 있다.
간접산화에 의하면 매개물질(전해질)이 양전극판(112)과 반응하여 산화제가 생성되고, 산화제가 오염물질을 분해한다. 산화제로는, 오존, 염소, 과산화물, 차아염소산염, 과산화이중산염 등이 생성될 수 있다. 이러한 산화제는 피처리수(W) 내 유기 오염물질(예를 들어, PAHs)을 산화시킬 수 있다. 이와 관련된 화학 반응식은 다음과 같다.
Figure 112019097951601-pat00003
요컨대, 양전극판(112)과 음전극판(113)은 교번 배치되고 피처리수(W)가 양전극판(112)과 음전극판(113) 사이로 통과함으로써, 피처리수(W) 내 오염물질은 전기응집(electro-coagulation), 전기부상(electro-flotation), 전기분해(electrolysis)(전기산화) 등의 전기화학적으로 처리될 수 있다.
결국, 라멜라 구조에서 중력에 의해 오염물질 일부가 침전되고, 전기응집 또는 전기부상 방식으로 오염물질 일부가 침전되며, 침전된 오염물질은 제1 배출부(120)를 통해 배출될 수 있다. 또한, 전기분해(전기산화) 방식에 의해 오염물질 일부(유기성 오염물질)는 분해될 수 있다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 라멜라 구조를 이용한 수처리장치에서 경사판(110)을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 경사판(110)은 지지판(111), 양전극판(112) 및 음전극판(113)을 포함할 수 있다. 지지판(111)은 부도체 또는 도체(금속) 재질로 이루어지고, 지지판(111)이 부도체인 경우, 지지판(111)은 양전극판(112) 및 음전극판(113)에 의한 전기화학반응에 영향을 미치지 않을 수 있다. 지지판(111)이 도체(금속) 재질로 이루어진 경우, 양전극판(112) 및 음전극판(113)에 의한 전기화학반응에 참여하지 않는 금속으로 이루어질 수 있다. 지지판(111)은 스테인리스 스틸 소재로 이루어질 수 있다. 한편, 지지판(111)은 부도체 및 도체를 모두 포함할 수 있고, 예를 들어, 금속판에 부도체물질이 코팅되어 형성될 수 있다.
양전극판(112) 및 음전극판(113)은 지지판(111)에 결합될 수 있다. 즉, 경사판(110)은 양전극판(112), 지지판(111), 음전극판(113)으로 이루어진 결합판일 수 있다. 결합판은 지지판(111)의 양면에 각각 양전극판(112)과 음전극판(113)이 결합된 구조를 가질 수 있다. 복수의 결합판은 켜켜이 이격배치될 수 있다. 이에 따르면, 결합판 사이를 통과하는 피처리수(W)는 상술한 전기화학적방식에 의해 처리될 수 있다.
도 4를 참조하면, 경사판(110)은 지지판(111)이 없이 그 자체로 양전극판(112) 및 음전극판(113)일 수 있다. 즉, 양전극판(112)과 음전극판(113)이 교대로 배치될 수 있다. 이에 따르면, 양전극판(112)과 음전극판(113) 사이를 통과하는 피처리수(W)는 상술한 전기화학적방식에 의해 처리될 수 있다.
도 5를 참조하면, 도 4의 구조에 지지판(111)이 추가될 수 있다. 다만, 도 3의 구조와 달리 경사판(110)은 결합판의 형태는 아니며, 복수의 경사판(110) 중에 일부는 양전극판(112) 및 음전극판(113)으로 작용하고, 나머지는 지지판(111)으로 이루어질 수 있다. 이러한 지지판(111)은 부도체를 포함하는 재질로 이루어질 수 있다. 이에 따르면, 양전극판(112)과 음전극판(113) 사이를 통과하는 피처리수(W)는 상술한 전기화학적방식에 의해 처리될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 라멜라 구조를 이용한 수처리장치에서 탈착 가능한 경사판(110)을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 경사판(110)은 제1 처리조(100)에 대해 탈착 가능하다. 경사판(110)은 수명이 유한하며, 기능성이 떨어지거나 수명을 다한 경사판(110)은 교체될 필요가 있다. 또한, 경사판(110)이 양전극판(112), 음전극판(113)을 포함하는 경우, 전극으로서의 기능을 하는 경사판(110)은 주기적으로 교체될 필요가 있다. 한편, 복수의 경사판(110)은 각각이 독립적으로 교체 가능할 수 있다.
도 6을 참조하면, 경사판(110)은 제1 처리조(100)의 상부면을 통해 탈착될 수 있다. 구체적으로, 도 6(a), 도 6(b)를 참조하면, 제1 처리조(100)에는 가이드홈(130)이 마련되고, 경사판(110)은 가이드홈(130)을 따라 슬라이딩 이동할 수 있다. 가이드홈(130)은 경사판(110)의 경사와 동일한 경사를 가지도록 제1 처리조(100)의 양 측면에 형성될 수 있다. 또한, 도 6(c)를 참조하면, 가이드홈(130)은 하나의 경사판(110)에 대해 한 쌍으로 형성될 수 있으나, 제한되는 것은 아니다.
도 7을 참조하면, 경사판(110)은 제1 처리조(100)의 측면을 통해 탈착될 수 있다. 제1 처리조(100)의 측면에 경사판(110)의 형상에 대응되는 출입구(140)가 마련되고, 경사판(110)은 출입구(140)를 통과하여 탈착될 수 있다. 여기서, 출입구(140)를 커버할 수 있는 커버가 추가될 수 있다.
제1 처리조(100) 내부에는 체결부(150)가 마련될 수 있고, 체결부(150)는 출입구(140)가 형성된 측면의 반대 측면에 형성될 수 있다. 이 경우, 경사판(110)은 출입구(140)를 통해 제1 처리조(100) 내부로 들어가면, 경사판(110)의 일측면은 체결부(150)에 체결될 수 있다. 또한, 경사판(110)이 분리될 때에는 체결부(150)로부터 먼저 분리된 후에 출입구(140)를 통해 외부로 나올 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 처리조(100)에서 오염물질은 제1 배출부(120)로 배출되고, 경사판(110)을 따라 이동한 피처리수(W)는 제1 처리조(100)의 후단에 설치된 제2 처리조(200)로 이동하여 수용될 수 있다.
제1 처리조(100)와 제2 처리조(200) 사이에는 격벽(300)이 설치될 수 있고, 피처리수(W)는 격벽(300)의 상부를 넘어서 제1 처리조(100)에서 제2 처리조(200)로 이송될 수 있다. 즉, 피처리수(W)는 격벽(300)의 상부를 오버 플로우(over flow)하여 제2 처리조(200)로 이동될 수 있다.
제2 처리조(200)는 가압부상조(DAF)일 수 있다. 즉, 제2 처리조(200)에 노즐(210)을 통해 미세기포(B)가 공급되고, 미세기포(B)가 피처리수(W) 내 오염물질을 부상시킬 수 있다. 제2 처리조(200) 내로 피처리수(W)가 유입된 후, 피처리수(W) 내에 함유된 오염물질은 미세기포(B)와 접촉할 수 있고, 이에 따라 미세기포(B)는 오염물질을 둘러싸고 부상시킬 수 있다.
부상된 오염물질(이하, '제2 오염물질'이라 함)(S2)은 부상된 제2 오염물질(S2)은 스키머(skimmer)(220)에 의해 포집될 수 있다. 스키머를 순환하는 스크래퍼(scraper)를 포함할 수 있다. 스크래퍼는 부상된 제2 오염물질(S2)을 긁어서 제2 배출부(230)로 이송시키고, 제2 배출부(230)를 통해 외부로 배출시킬 수 있다.
제2 처리조(200)에서 처리된 피처리수(W)는 처리완료되어 제2 처리조(200)에서 처리수조(20)로 이송될 수 있다. 또는 제2 처리조(200)에서 처리된 피처리수(W)는 여과조(50)로 이송되어 여과처리될 수 있다.
미세기포(B)는 기체(오존, 공기, 산소 등)와 이를 둘러싼 막으로 이루어지고, 마이크로 크기의 기포로서 직경은 100um 이하일 수 있다. 또한, 나노 크기의 기포로서 직경은 900nm 이하일 수 있다.
제2 처리조(200)에는 미세기포(B)를 공급하는 기포공급기가 결합될 수 있고, 기포공급기는 기포발생부(G), 기포라인(BL), 노즐(210) 등을 포함할 수 있다. 기포발생부(G)는 용해조 및 기체제공부를 포함할 수 있다. 다만, 기포발생부의 세부 구성은 설계에 따라 변경될 수 있다.
용해조에는 제2 처리수에서 처리된 피처리수(W)의 일부를 수용할 수 있다. 피처리수(W)는 순환펌프(P3)의 작동에 의해 용해조 내부로 유입될 수 있다. 이러한 순환펌프(P3)는 제2 처리조(200)와 연결된 순환라인(CL) 상에 설치될 수 있다. 용해조에는 처리수를 대체하여 해수가 수용될 수 있고, 이 경우, 해수는 별도의 펌프의 작동에 의해 용해조로 유입될 수 있다.
기체제공부는 산소, 공기, 오존 등의 기체를 용해조로 공급할 수 있다. 기체제공부는 컴프레셔(압축기) 및/또는 가압기를 포함할 수 있다. 용해조 내로 제공된 기체는 용해조 내 피처리수(W)(또는 해수)에 혼합 또는 용해될 수 있다.
기포라인(BL)은 용해조에서 제2 처리조(200)로 연결되는 관으로서 피처리수(W) 및 미세기포(B)를 제2 처리조(200) 내부로 이송시킬 수 있다. 기포라인(BL)의 단부에는 노즐(210)이 마련될 수 있다.
노즐은 제2 처리조(200) 내부에 위치할 수 있고, 복수로 형성될 수 있다. 노즐은 피처리수(W) 및 미세기포(B)를 제2 처리조(200) 내로 배출시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 라멜라 구조를 이용한 수처리장치는, 원수조(10), 처리수조(20), 혼화기(30), 제어부(40) 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 라멜라 구조를 이용한 수처리장치는 상술한 구성들을 모두 수용하는 컨테이너(1)를 더 포함할 수 있다.
원수조(10)는 전혀 처리되지 않은 피처리수(원수(SW))를 저장하는 수조이며, 원수조(10)는 제1 처리조(100)와 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 원수조(10)에 저장되는 원수(SW)는 선박의 스크러버에서 배출되는 폐수일 수 있으나, 제한되는 것은 아니다. 원수공급라인(L1)은 원수 배출지와 연결될 수 있고, 원수공급라인(L1)에 설치된 원수밸브(V1)는 원수 공급양을 조절할 수 있다.
여기서, 원수(SW)와 피처리수(W)를 구분하여 설명하지만, 이는 설명의 편의 상 구분한 것이며, 실질적으로는 동일한 개념이다.
원수(SW)를 원수조(10)에서 제1 처리조(100)로 이송시키는 원수라인(L2)에는 펌프(P1)가 설치되어 원수(SW)를 이송시킬 수 있고, 원수라인(L2)에는 압력계, 유량계 등이 설치될 수 있다.
처리수조(20)는 처리가 완료된 피처리수(처리수(TW))를 저장하는 수조이며, 처리수조(20)는 제2 처리조(200)와 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 처리수조에 저장된 처리수(TW)는 해양으로 배출되거나 피처리수(W) 처리를 위해 순환될 수 있다.
혼화기(30)는 원수(SW)와 약품(A)을 혼합하는 장치이다. 혼화기(30)는 원수(SW)가 이동하는 원수라인(L2) 상에 설치될 수 있다. 혼화기(30)는 급속혼화기로서 라인믹서(linemixer) 또는 라인응결믹서일 수 있다. 약품(A)은 유기 또는 무기응집제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 약품(A)은 PAC를 포함할 수 있다. 약품(A)은 약품탱크(T)에 저장되었다가 약품밸브(V2), 약품펌프(P2)의 작동에 의해 혼화기(30)로 유입될 수 있다. 혼화기(30)는 원수(SW)와 약품(A)을 혼화하여 고형화 또는 플럭화가 잘되도록 한다. 고형화 또는 플럭화가 잘되면, 제1 처리조(100)에서 침전 효율이 우수해지고, 제2 처리조(200)에서 부상 효율이 우수해질 수 있다.
혼화기(30)는 수용부(31)와 혼화부(32)를 포함하고, 수용부(31)는 원수(SW)와 약품(A)을 수용하며, 혼화부(32)에서 원수(SW)와 약품(A)을 혼화할 수 있다. 다만, 혼화기(30)의 세부구조는 제한되는 것은 아니고, 설계에 따라 변경될 수 있다.
혼화기(30)와 제1 처리조(100) 사이에는 밸브(V3)가 설치되어, 혼화기(30)에서 제1 처리조(100)로 이송되는 피처리수(W)의 양을 조절할 수 있다.
피처리수(W)는 제1 처리조(100) 및 제2 처리조(200)를 거쳐 처리된다. 제2 처리조(200)에서 처리된 피처리수(W)는 펌프(P3)에 의해 기포발생부(G)(용해조)로 유입되거나, 처리수라인(L3)을 통해 처리수조(20)로 이송될 수 있다. 처리수라인(L3) 상에는 처리수밸브(V4)가 설치되어 피처리수(W)의 이송 양이 조절될 수 있다.
한편, 제1 처리조(100)에서 수집되는 제1 오염물질(S1)은 제1 배출부(120)를 통해 외부로 배출될 수 있고, 제1 배출부(120)는 배출라인 및 밸브를 포함할 수 있다. 제2 처리조(200)에서 수집되는 제2 오염물질(S2)은 제2 배출부(230)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 제2 배출부(230)는 스키머의 위치와 대응되는 슬러지수집부, 슬러지라인(SL) 및 슬러지펌프(P4)를 포함할 수 있다. 슬러지펌프(P4)의 작동에 의해, 슬러지수집부에 수집된 제2 오염물질(S2)은 슬러지라인(SL)을 따라 외부로 배출될 수 있다.
제1 배출부(120) 및 제2 배출부(230)의 세부구성은 제한되는 것이 아니며, 설계에 따라 변경될 수 있다.
제어부(40)는 각종 밸브, 각종 펌프 등을 제어하는 구성이다. 밸브 및 펌프는 제어부(40)에 의해 자동으로 구동될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 라멜라 구조를 이용한 수처리장치를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 제1 처리조(100)의 바닥보다 제2 처리조(200)의 바닥이 더 높게 위치할 수 있다. 이 경우에는 도 1 및 도 2의 실시예에 비하여, 피처리수(W)가 격벽(300)의 상부로 오버 플로우되어 제2 처리조(200)로 넘어갈 때, 낙하하는 높이가 감소될 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 라멜라 구조를 이용한 수처리장치를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 라멜라 구조를 이용한 수처리장치는, 여과장치를 더 포함할 수 있다. 여과장치는 제2 처리조(200) 후단에 설치되는 여과조(50) 및 여과조 내에 위치하는 여과기(55)를 포함할 수 있다. 여과기(55)는 MBR(membrane bioreactor), MF(micro filtration), UF(ultra filtration), NF(nano filtration), 이온교환수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여과기(55)는 여과조(50) 내 피처리수(W)에 침지될 수 있다.
제2 처리조(200)와 여과조(50)는 처리수라인(L3)으로 연결될 수 있고, 여과조(50)는 처리수조(도 9에 미도시)와 추가라인(L4)으로 연결될 수 있다. 추가라인(L4)은 여과기(55)와 직접 연결될 수 있고, 추가라인(L4)에 설치된 펌프의 구동에 따라 여과가 진행될 수 있다.
한편, 도 9와 달리, 여과장치는 도 1 및 도 2의 처리수조(20) 내에 위치하는 여과기를 포함할 수도 있다.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명의 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.
10: 원수조
20: 처리수조
30: 혼화기
40: 제어부
50: 여과조
100: 제1 처리조
110: 경사판
111: 지지판
112: 양전극판
113: 음전극판
200: 제2 처리조
300: 격벽

Claims (8)

  1. 서로 마주보도록 교번하여 배치되는 양전극 경사판 및 음전극 경사판을 포함하고, 상기 양전극 경사판 및 상기 음전극 경사판 사이로 피처리수를 통과시키는 제1 처리조; 및
    상기 제1 처리조의 후단에 설치되어 상기 피처리수를 수용하고, 내부로 기포가 공급되는 제2 처리조를 포함하고,
    상기 양전극 경사판의 양면 각각은 상기 음전극 경사판과 대면하고,
    상기 피처리수는 상기 양전극 경사판보다 하측에서 유입되고,
    상기 피처리수는 상기 양전극 경사판의 양면 각각과 접촉한 상태로 상기 양전극 경사판을 따라 상승하며, 상기 피처리수에 함유된 오염물질은 상기 양전극 경사판을 따라 하강하여 침전하고,
    상기 제1 처리조와 상기 제2 처리조 사이에 격벽이 형성되고,
    상기 제1 처리조를 통과한 상기 피처리수는 상기 격벽의 상부를 넘어서 상기 제2 처리조로 이송되고,
    상기 제2 처리조에서 상기 피처리수에 함유된 오염물질은 상기 기포에 의해 부상되고,
    상기 양전극 경사판 및 상기 음전극 경사판은 상기 제1 처리조에 대해 탈착 가능하고,
    상기 제1 처리조의 내측벽에는 가이드홈이 형성되고,
    상기 양전극 경사판 및 상기 음전극 경사판의 측면은 상기 가이드홈에 대해 슬라이딩 이동하는,
    라멜라 구조를 이용한 수처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 처리조의 바닥은 상기 제1 처리조의 바닥보다 높게 위치하는,
    라멜라 구조를 이용한 수처리 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 처리조의 하측으로 수집되는 오염물질을 배출하도록 상기 제1 처리조에 결합되는 제1 배출부; 및
    상기 제2 처리조의 상측으로 부상되는 오염물질을 배출하도록 상기 제2 처리조에 결합되는 제2 배출부를 더 포함하는,
    라멜라 구조를 이용한 수처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 처리조의 전단에 설치되어 상기 피처리수를 약품과 혼화하는 라인믹서를 더 포함하는,
    라멜라 구조를 이용한 수처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 처리조를 통과한 상기 피처리수를 여과하는 여과장치를 더 포함하는,
    라멜라 구조를 이용한 수처리 장치.
  8. 삭제
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