KR102302018B1 - 접촉산화반응조 및 이를 포함하는 하수처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조는, 마이크로필터를 통과한 잡배수와, 오존가스 및 초미세기포를 혼합하는 혼합부로부터 제공된 혼합수 내의 오염물을 산화 반응 처리하는 접촉산화반응조에 있어서, 내부에 제1 수용공간이 형성되는 수조부, 상기 제1 수용공간의 중앙에 배치되며, 내부에 제2 수용공간이 형성되는 부상지연부, 상기 수조부 및 상기 부상지연부를 관통하여, 혼합수가 상기 부상지연부 내의 상기 제2 수용공간으로 유입되도록 하는 유입부, 상기 수조부를 관통하여, 상기 제1 수용공간 내의 처리수 중 제1 유량을 상기 혼합부로 반출하는 회수부 및 상기 부상지연부를 지지하며, 상기 제1 수용공간 내의 처리수 중 제2 유량을 수량조절탱크로 반출하는 반출부를 포함할 수 있다.

Description

접촉산화반응조 및 이를 포함하는 하수처리 시스템{Contact oxidation apparatus and sewage treatment system comprising the same}

본 발명은 접촉산화반응조 및 이를 포함하는 하수처리 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 마이크로필터를 통과한 잡배수와, 오존가스 및 초미세기포를 혼합하는 혼합부로부터 제공된 혼합수 내의 오염물을 산화 반응 처리하는 접촉산화반응조 및 이를 포함하는 하수처리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 폐수 등을 정화하는 수처리기술은 여과, 침전, 흡착 등의 물리화학적 처리방법과 미생물을 이용한 생물학적 처리방법이 주로 사용되고 있다.

물리화학적 처리방법은 다량의 화학약품이 소요되고 운전비용이 높은 단점이 있으며, 미생물을 이용한 생물학적 처리방법은 친환경적인 처리기술이기는 하지만 공정이 복잡하고 대형의 폭기조, 침전조 등이 필요하여 많은 시설공간이 요구되고, 시공에 많은 비용과 시간이 소요될 뿐만 아니라 오,폐수의 난분해성 유기성분은 쉽게 정화할 수 없으므로 근래에는 고도산화처리기술이 활용되고 있다.

고도산화처리기술(Advanced Oxidation Process:AOP)은 OH라디칼을 생성시켜 오폐수 등에 함유된 유기화합물을 CO2, H2O, 또는 O2 등의 무해한 화합물로 분해시키는 기술로서 Fentone산화, H2O2산화, UV-자외선에 의한 산화, 촉매 물질에 의한 산화 등 다양한 종류의 기술이 개발되어 있다

고도산화처리기술(Advanced Oxidation Process:AOP)에는 오존(O3)/UV AOP(Advanced Oxidation Process), 오존(O3)/과산화수소(H2O2)(Peroxone AOP), 과산화수소(H2O2)/UV AOP(Advanced Oxidation Process), 광촉매를 이용한 AOP(Advanced OxidationProcess), 오존(O3)/High PH AOP(Advanced Oxidation Process), 과산화수소/철염AOP(Advanced OxidationProcess)의 기술 등이 개발되어 있다.

한편, 전술한 고도산화처리기술 중 오존(O3)/과산화수소(H2O2)(Peroxone AOP)를 이용한 수처리기술은 비교적 난분해성 유기물질의 산화력이 우수하고 처리과정에서 잔류된 오존은 과산화수소(H2O2)와 결합하여 오존 분해를 가속화하는 특징을 가지고 있어서 널리 활용되고 있다.

한국등록특허 제10-1545878호

본 발명의 목적은, 마이크로필터를 통과한 잡배수와, 오존가스 및 초미세기포가 혼합된 혼합수 내의 오염물을 산화 반응 처리하는 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조는, 마이크로필터를 통과한 잡배수와, 오존가스 및 초미세기포를 혼합하는 혼합부로부터 제공된 혼합수 내의 오염물을 산화 반응 처리하는 접촉산화반응조에 있어서, 내부에 제1 수용공간이 형성되는 수조부, 상기 제1 수용공간의 중앙에 배치되며, 내부에 제2 수용공간이 형성되는 부상지연부, 상기 수조부 및 상기 부상지연부를 관통하여, 혼합수가 상기 부상지연부 내의 상기 제2 수용공간으로 유입되도록 하는 유입부, 상기 수조부를 관통하여, 상기 제1 수용공간 내의 처리수 중 제1 유량을 상기 혼합부로 반출하는 회수부 및 상기 부상지연부를 지지하며, 상기 제1 수용공간 내의 처리수 중 제2 유량을 수량조절탱크로 반출하는 반출부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조의 상기 부상지연부는, 상부는 폐쇄되고 하부는 개방된, 속이 빈 원통형으로 형성되어 상기 제2 수용공간을 규정하며, 상기 유입부는, 상기 수조부의 옆면 및 상기 부상지연부의 옆면을 관통하여, 혼합수가 상기 제2 수용공간으로 유입된 채, 상기 부상지연부의 개방된 하부를 통해 상기 제1 수용공간으로 유입될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조의 상기 반출부는, 상기 수조부를 관통하는 복수의 반출파이프로 구성되며, 상기 복수의 반출파이프를 구성하는 각각의 반출파이프는, 상기 제1 수용공간에 수용된 적어도 일부분의 하부측을 따라 관통되어 형성되는 복수의 관통홀을 구비하고, 상기 복수의 관통홀은, 상기 제1 수용공간 내의 처리수가 상기 수량조절탱크로 이동되는 통로를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조는, 상기 반출부의 외측면에 인가된 수압을 측정하는 수압측정부, 상기 수압측정부에 의해 측정된 값과 기 설정된 값을 비교하여, 상기 제2 유량을 산정하는 유량산정부 및 상기 유량산정부에 의해 산정된 값에 따라 상기 반출부를 제어하는 제어부를 더 포함하며, 상기 유량산정부는, 수학식을 통해 구해진 상기 수조부의 수면과 상기 반출부 사이의 높이 값을 기초로 상기 제2 유량을 산정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조의 상기 유량산정부는, 산출된 높이 값과 기 설정된 높이 값을 비교하여, 산출된 높이 값이 기 설정된 높이 값이 되기 위한 제2 유량을 산정하며, 상기 제어부는, 상기 유량산정부에 의해 산정된 값에 따라, 상기 관통홀을 통해 상기 제1 수용공간 내의 처리수가 이동되도록 하거나, 상기 관통홀을 통해 상기 제1 수용공간 내의 처리수가 이동되지 못하도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조는, 상기 수조부의 상부측에 형성되며, 상기 오염물의 산화 반응에 의해 생성된 스컴을 수집하는 스컴수집부 및 상기 스컴수집부에 의해 수집된 스컴을 제거하는 스컴제거부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조의 상기 수조부는, 원통형으로 형성되는 원통부, 상기 원통부의 상부측에 연결되며, 원뿔대형으로 형성되는 상부원뿔대부 및 상기 원통부의 하부측에 연결되며, 원뿔대형으로 형성되는 하부원뿔대부를 구비하며, 상기 원통부, 상기 상부원뿔대부 및 상기 하부원뿔대부의 연통된 내부는 상기 제1 수용공간을 규정하고, 상기 유입부는, 상기 원통부를 관통하여, 상기 제2 수용공간 내로 혼합수를 유입시키며, 상기 회수부는, 상기 하부원뿔대부를 관통하여, 상기 제1 수용공간 내의 처리수가 상기 혼합부로 반출되도록 하고, 상기 반출부는, 상기 원통부를 관통하여, 상기 제1 수용공간 내의 처리수가 상기 수량조절탱크로 반출되도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조의 상기 유입부는, 상기 부상지연부의 옆면을 관통하되, 상기 부상지연부의 중앙으로부터 일측으로 편향되도록 관통 형성되어, 상기 제2 수용공간으로 유입된 혼합수가 상기 제2 수용공간 내에서 와류를 형성하도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조의 상기 부상지연부는, 상기 제2 수용공간을 규정하는 내측면으로부터 돌출되되, 상기 유입부보다 높게 형성된 복수의 배플부를 구비하며, 상기 복수의 배플부는, 상기 유입부로부터 상기 제2 수용공간으로 유입된 혼합수의 부상되는 것을 방해할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조의 상기 유입부는, 제3 유량의 혼합수가 상기 제2 수용공간으로 유입되도록 하며, 상기 제3 유량은, 상기 제1 유량의 2배일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조의 상기 스컴수집부는, 상기 상부원뿔대부의 상부측에 형성되며 내부에 수집공간이 형성되는 수집본체부 및 상기 수집본체부와 상기 상부원뿔대부와의 사이에 형성되어, 상기 제1 수용공간에서 발생한 스컴이 상기 수집공간으로 이동되는 통로를 제공하는 수집홀로 구성되며, 상기 스컴제거부는, 상기 스컴수집부의 상측에 형성된 채, 상기 수집공간에 수집된 스컴을 외부로 반출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 하수처리 시스템은, 잡배수를 처리하는 하수처리 시스템에 있어서, 잡배수가 수집되는 유량조정부, 상기 유량조정부와 연결되며, 상기 유량조정부로부터 이동된 잡배수 내의 이물질을 필터링하는 마이크로필터부, 상기 마이크로필터부와 연결되며, 상기 마이크로필터부로부터 이동된 잡배수와 초미세기포를 혼합하는 혼합부, 상기 혼합부와 연결되는, 접촉산화반응조 및 상기 접촉산화반응조와 연결되어, 상기 접촉산화반응조에서 발생한 스컴이 제거된 처리수가 이동되는 수위조절탱크를 포함하며, 상기 혼합부는, 기액혼합펌프, 파이프믹서 및 오존발생장치를 구비할 수 있다.

본 발명에 의하면, 접촉산화반응조에서 혼합부로의 역순환이 가능하여 적은 양의 오존으로도 보다 효과적으로 유입되는 잡배수를 처리할 수 있다

또한, 기액혼합펌프 및 파이프믹서를 통하여 생성되는 초미세기포(OH 라디칼)를 이용함으로써 잡배수 내에 존재하는 병원성 미생물 등을 살균할 수 있고, 잡배수 내에 존재하는 유기물, 무기물, 색도, 탁도 등을 산화 처리 할 수 있어 효과적으로 재활용수를 생산할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조를 도시한 개략 사시도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조를 도시한 개략 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조의 반출부 및 회수부를 설명하기 위한 개략 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조의 제어부를 설명하기 위한 블록도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉산화반응조의 유입부를 설명하기 위한 개략도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접촉산화반응조의 부상지연부를 설명하기 위한 개략도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수처리 시스템을 도시한 계장도.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조를 도시한 개략 사시도이며, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조를 도시한 개략 단면도이다.

또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조의 반출부 및 회수부를 설명하기 위한 개략 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조의 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉산화반응조(1)는, 마이크로필터를 통과한 잡배수와, 오존가스 및 초미세기포를 혼합하는 혼합부로부터 제공된 혼합수 내의 오염물을 산화 반응 처리하는 장치이다.

여기서, 상기 혼합부는, 기액혼합펌프, 파이프믹서 및 오존발생장치를 구비할 수 있다.

본 발명의 접촉산화반응조(1)는 수조부(10), 부상지연부(20), 유입부(30), 회수부(40), 반출부(50), 스컴수집부(70) 및 스컴제거부(80)를 포함할 수 있다.

상기 수조부(10)는, 내부에 제1 수용공간(S1)이 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 수조부(10)는 속이 빈 원통형으로 형성되는 원통부(11), 상기 원통부(11)의 상부측에 연결되며, 속이 빈 원뿔대형으로 형성되는 상부원뿔대부(13) 및 상기 원통부(11)의 하부측에 연결되며, 속이 빈 원뿔대형으로 형성되는 하부원뿔대부(15)를 구비할 수 있다.

상기 원통부(11)는, 상부와 하부가 개방된 형태로 형성되며, 상기 상부원뿔대부(13)는 하부가 개방된 형태로, 상기 원통부(11)의 상부측에 연결된다. 또한, 상기 하부원뿔대부(15)는 도복된 원뿔대형으로 상부가 개방된 형태로, 상기 원통부(11)의 하부측에 연결된다.

상기 원통부(11), 상기 상부원뿔대부(13) 및 상기 하부원뿔대부(15)의 연통된 내부는 상기 제1 수용공간(S1)을 형성할 수 있다.

상기 부상지연부(20)는, 상기 제1 수용공간(S1)의 중앙에 배치되며, 내부에 제2 수용공간(S2)이 형성될 수 있다.

구체적으로 상기 부상지연부(20)는, 상부는 폐쇄되고 하부는 개방된, 속이 빈 원통형으로 형성되어 상기 제2 수용공간(S2)을 규정할 수 있다.

상기 유입부(30)는, 상기 수조부(10) 및 상기 부상지연부(20)를 관통하여, 혼합수가 상기 부상지연부(20) 내의 상기 제2 수용공간(S2)으로 유입되도록 할 수 있다.

여기서, 상기 유입부(30)는 제3 유량의 혼합수가 상기 제2 수용공간(S2)으로 유입되도록 할 수 있다. 여기서, 제3 유량은 제1 유량의 2배일 수 있다.

상기 부상지연부(20) 내부로 유입된 혼합수는 상기 제2 수용공간(S2)의 상부측으로 부상하다가 폐쇄된 상부에 부딪힌 채, 하강하여 개방된 하부측을 통해 상기 제1 수용공간(S1)으로 이동된다. 이에 따라, 상기 유입부(30)를 통해 유입된 혼합수는 상기 수조부(10) 내에서의 체류 시간이 늘어날 수 있다.

여기서, 혼합수 내의 초미세기포 속의 오존이 수중에 용존되며 이로 인하여 기포가 작아진다. 작아진 초미세기포들은 음극화 또는 양극화로 극성화되어 수중의 산화물질과 결합한다. 수중의 산화물질과 결합된 초미세기포들은 다른 기포와의 마찰 또는 자기 가압에 의해 파열하면서 수중의 유기물 및 무기물과 산화물질 등을 분해 제거한다. 초미세기포들은 파열될 때 기포주변에 5500도 이상의 고열과 함께 시속 400Km 이상의 초음파 파열음을 연속적으로 일으키며 OH 라디칼을 방출함으로써 병원성 미생물등의 세포막에 손상을 유발시켜 살균하며 지속적으로 유기물, 무기물, 색도, 탁도 등을 분해 산화처리 시킨다.

상기 유입부(30)는, 상기 수조부(10)의 옆면 및 상기 부상지연부(20)의 옆면을 관통하여, 혼합수가 상기 제2 수용공간(S2)으로 유입된 채, 상기 부상지연부(20)의 개방된 하부를 통해 상기 제1 수용공간(S1)으로 유입되도록 할 수 있다.

상기 유입부(30)는 유입파이프(31) 및 절곡파이프(33)를 구비할 수 있다.

상기 유입파이프(31)는, 지면과 평행하게 배치되며 상기 수조부(10)의 옆면 및 상기 부상지연부(20)의 옆면을 관통할 수 있다.

상기 유입파이프(31)는, 상기 부상지연부(20)의 밑단과 가까운 옆면에 형성되어 부상 시간이 더욱 더 확보되도록 할 수 있다. 구체적으로, 상기 부상지연부(20)의 밑단과 가까운 영역으로 유입된 혼합수는 상기 부상지연부(20)의 상단까지의 거리가 확보되므로, 수중에서의 체류 시간이 증가될 수 있다.

상기 절곡파이프(33)는, 상기 유입파이프(31)의 끝단에 형성된 채, 상기 제2 수용공간(S2)에 배치되고, 지면을 향해 하향 굴곡지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 절곡파이프(33)를 따라 이동되는 혼합수는 분사력에 의해 하측 방향으로 이동되었다가 상승하여 이동 거리가 늘어나므로, 수중에서의 체류 시간이 증가될 수 있다.

상기 회수부(40)는, 상기 수조부(10)를 관통하여, 상기 제1 수용공간(S1) 내의 처리수 중 제1 유량을 상기 혼합부로 반출할 수 있다.

상기 회수부(40)는, 평행파이프(41) 및 수직파이프(43)를 구비할 수 있다.

상기 평행파이프(41)는, 상기 하부원뿔대부(15)를 관통하며, 지면과 평행하게 배치될 수 있다.

상기 수직파이프(43)는, 상기 평행파이프(41)와 수직하게 배치되며, 하부측에 체류하는 상기 제1 수용공간(S1) 내의 처리수가 상기 평행파이프(41)를 통해 상기 혼합부로 반출되도록 할 수 있다.

상기 수직파이프(43)는, 상기 평행파이프(41)의 끝단으로부터 상측과 하측으로 연장된 형태일 수 있다. 이에 따라, 상기 수직파이프(43)로의 처리수 이동은 상측과 하측에서 동시에 구현될 수 있다.

혼합수 내의 오염물질은 초미세기포와의 산화 반응에 의해 부상하여, 상기 스컴수집부(70)로 이동되며 정화된 처리수는 상기 수조부(10)의 하부측에 체류하게 된다. 이 때, 처리수 중 일부는 상기 회수부(40)에 의해 혼합부로 이동되고, 나머지 일부는 상기 반출부(50)를 통해 수량조절탱크로 이동된다.

상기 회수부(40)는, 상기 반출부(50)의 하부측에 위치하며, 상기 반출부(50)는 하부측에 체류하는 처리수의 부상 경로를 일부 막아 제1 수용공간(S1) 내의 처리수 중 오염물질이 가장 적은 처리수가 제1 수용공간(S1)의 하부측에 안정적으로 체류하도록 한다.

상기 회수부(40)는, 상기 반출부(50)의 하부측에 배치된 채, 상기 반출부(50)의 하부측에 형성된 공간 내의 처리수를 상기 수직파이프(43)의 상측과 하측으로 이동되도록 하여, 상기 제1 수용공간(S1)으로부터 상기 혼합부로의 처리수 이동을 원활하도록 할 수 있다.

상기 반출부(50)는, 상기 부상지연부(20)를 지지하며 상기 제1 수용공간(S1) 내의 처리수 중 제2 유량을 수량조절탱크로 반출할 수 있다.

상기 반출부(50)는, 상기 수조부(10)를 관통하는 복수의 반출파이프(51)로 구성될 수 있다. 본 발명의 도면에서는 복수의 반출파이프(51)가 3개인 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 복수의 반출파이프(51)를 구성하는 각각의 반출파이프(51)는, 상기 제1 수용공간(S1)에 수용된 적어도 일부분의 하부측을 따라 관통되어 형성되는 복수의 관통홀(H1)을 구비할 수 있다.

구체적으로, 상기 복수의 반출파이프(51)는 상기 수조부(10)를 관통하여 연장되며, 관통된 일부분은 상기 제1 수용공간(S1)에 배치된다. 이 때, 상기 제1 수용공간(S1)에 배치된 반출파이프(51)의 하부측에 복수의 관통홀(H1)이 형성된다.

상기 복수의 관통홀(H1)은, 상기 제1 수용공간(S1) 내의 처리수가 상기 수량조절탱크로 이동되는 통로를 제공할 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 반출부(50)는 하부측에 체류하는 처리수의 부상 경로를 일부 막아 제1 수용공간(S1) 내의 처리수 중 오염물질이 가장 적은 처리수가 제1 수용공간(S1)의 하부측에 안정적으로 체류하도록 한다. 이 때, 복수의 반출파이프(51) 하부측에 체류하는 처리수는 상기 복수의 관통홀(H1)로 유입된 채, 수량조절탱크로 이동된다.

여기서, 상기 복수의 관통홀(H1)이 상기 복수의 반출파이프(51)의 하부측에 형성되므로, 복수의 반출파이프(51) 하부측에 체류하는 처리수의 수량조절탱크로의 이동을 원활하게 할 수 있다.

상기 스컴수집부(70)는, 상기 수조부(10)의 상부측에 형성되며, 상기 오염물의 산화 반응에 의해 생성된 스컴을 수집할 수 있다.

상기 스컴수집부(70)는, 상기 상부원뿔대부(13)의 상부측에 형성되며 내부에 수집공간이 형성되는 수집본체부(71) 및 상기 수집본체부(71)와 상기 상부원뿔대부(13)와의 사이에 형성되어, 상기 제1 수용공간(S1)에서 발생한 스컴이 상기 수집공간으로 이동되는 통로를 제공하는 수집홀(73)로 구성될 수 있다.

본 발명의 도면에서는 상기 수집홀(73)이 사각 기둥으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 스컴제거부(80)는, 상기 스컴수집부(70)에 의해 수집된 스컴을 제거할 수 있다.

상기 스컴제거부(80)는, 상기 스컴수집부(70)의 상측에 형성된 채, 상기 수집공간에 수집된 스컴을 외부로 반출할 수 있다.

구체적으로, 상기 스컴제거부(80)는 상기 수집공간 내에 수집된 스컴을 별도로 구비된 흡입장치를 통해 흡입할 수 있다.

한편, 본 발명의 접촉산화반응조(1)는 수압측정부(61), 유량산정부(62) 및 제어부(65)를 더 포함할 수 있다.

상기 수압측정부(61)는, 상기 반출부(50)의 외측면에 인가된 수압을 측정할 수 있다.

상기 유량산정부(62)는, 상기 수압측정부(61)에 의해 측정된 값과 기 설정된 값을 비교하여, 상기 제2 유량을 산정할 수 있다.

상기 제어부(65)는, 상기 유량산정부(62)에 의해 산정된 값에 따라 상기 반출부(50)를 제어할 수 있다.

상기 유량산정부(62)는, 하기 [수학식 1]을 통해 구해진 상기 수조부(10)의 수면과 상기 반출부(50) 사이의 높이 값을 기초로 상기 제2 유량을 산정할 수 있다.

[수학식 1]

H = P / (D Х G)

여기서, D는 상기 제1 수용공간(S1)에 수용된 혼합수의 밀도(kg/m3), H는 상기 수조부(10)의 수면과 상기 반출부(50) 사이의 높이(m), G는 중력가속도(m/sec2), P는 수압측정부(61)에 의해 측정된 수압(kg*m/sec2)/m2)이다.

본 발명은 상기 수조부(10)의 수면 높이를 측정하기 위하여, 상기 수압측정부(61)에 측정된 측정값을 이용한다. 여기서, 상기 수조부(10)의 수면 높이는 상기 수조부(10) 내에서 산화 반응되는 혼합수가 상기 수조부(10)의 용량을 초과하지 않도록 하기 위하여 구하는 값이다.

상기 유량산정부(62)는, 산출된 높이 값과 기 설정된 높이 값을 비교하여, 산출된 높이 값이 기 설정된 높이 값이 되기 위한 제2 유량을 산정할 수 있다.

여기서, 기 설정된 높이 값은 상기 수조부(10) 내에서 혼합수를 정화하기 위해 최적화된 높이일 수 있으며, 이는 실험적 데이터로 인해 획득된 값일 수 있다.

상기 제어부(65)는, 상기 유량산정부(62)에 의해 산정된 값에 따라, 상기 관통홀(H1)을 통해 상기 제1 수용공간(S1) 내의 처리수가 이동되도록 하거나, 상기 관통홀(H1)을 통해 상기 제1 수용공간(S1) 내의 처리수가 이동되지 못하도록 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉산화반응조의 유입부를 설명하기 위한 개략도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉산화반응조는 유입부(130)를 제외하고는 도 1 내지 도 5를 참조로 설명한 접촉산화반응조(1)와 동일한 구성 및 효과를 가지므로 이하, 유입부(130)에 관한 설명만 하기로 한다.

유입부(130)는, 부상지연부(120)의 옆면을 관통하되, 부상지연부(120)의 중앙으로부터 일측으로 편향되도록 관통 형성되어, 제2 수용공간(S2)으로 유입된 혼합수가 제2 수용공간(S2) 내에서 와류를 형성하도록 할 수 있다.

이 때, 형성된 와류는 혼합수가 부상하는 속도를 늦춤과 동시에 혼합수 내의 초미세기포가 상호 마찰 또는 자기 가압이 촉진되도록 하여, 산화처리가 원활히 구현되도록 할 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접촉산화반응조의 부상지연부를 설명하기 위한 개략도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접촉산화반응조는 부상지연부(220)를 제외하고는 도 1 내지 도 5를 참조로 설명한 접촉산화반응조(1)와 동일한 구성 및 효과를 가지므로 이하, 부상지연부(220)에 관한 설명만 하기로 한다.

부상지연부(220)는 상기 제2 수용공간(S2)을 규정하는 내측면으로부터 돌출되되, 상기 유입부보다 높게 형성된 복수의 배플부(221)를 구비할 수 있다.

상기 복수의 배플부(221)는, 상기 유입부로부터 상기 제2 수용공간(S2)으로 유입된 혼합수의 부상되는 것을 방해할 수 있다.

상기 복수의 배플부(221)는, 혼합수가 부상하는 속도를 늦춤과 동시에 혼합수 내의 초미세기포가 상호 마찰 또는 자기 가압이 촉진되도록 하여, 산화처리가 원활히 구현되도록 할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수처리 시스템을 도시한 계장도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하수처리 시스템(1000)은, 유량조정부(1100), 마이크로필터부(1200), 혼합부(1300), 접촉산화반응조(1) 및 수위조절탱크(1400)를 포함할 수 있다.

상기 유량조정부(1100)는, 잡배수가 수집될 수 있는 공간을 제공할 수 있다.

상기 마이크로필터부(1200)는, 상기 유량조정부(1100)와 연결되며, 상기 유량조정부(1100)로부터 이동된 잡배수 내의 이물질을 필터링할 수 있다.

상기 혼합부(1300)는, 상기 마이크로필터부(1200)와 연결되며, 상기 마이크로필터부(1200)로부터 이동된 잡배수와 초미세기포를 혼합할 수 있다.

상기 접촉산화반응조(1)는, 도 1 내지 도 7을 설명한 장치일 수 있다.

상기 수위조절탱크(1400)는, 상기 접촉산화반응조(1)와 연결되어, 상기 접촉산화반응조(1)에서 발생한 스컴이 제거된 처리수가 이동될 수 있다.

상기 혼합부(1300)는, 기액혼합펌프(1310), 파이프믹서(1320) 및 오존발생장치(1330)를 구비할 수 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

1: 접촉산화반응조 10: 수조부
20: 부상지연부 30: 유입부
40: 회수부 50: 반출부
61: 수압측정부 62: 유량산정부
65: 제어부 70: 스컴수집부
80: 스컴제거부 1000: 하수처리 시스템
1100: 유량조정부 1200: 마이크로필터부
1300: 혼합부 1310: 기액혼합펌프
1320: 파이프믹서 1330: 오존발생장치
1400: 수위조절탱크

Claims (12)

1. 마이크로필터를 통과한 잡배수와, 오존가스 및 초미세기포를 혼합하는 혼합부로부터 제공된 혼합수 내의 오염물을 산화 반응 처리하는 접촉산화반응조에 있어서,
   내부에 제1 수용공간이 형성되는 수조부;
   상기 제1 수용공간의 중앙에 배치되며, 내부에 제2 수용공간이 형성되는 부상지연부;
   상기 수조부 및 상기 부상지연부를 관통하여, 혼합수가 상기 부상지연부 내의 상기 제2 수용공간으로 유입되도록 하는 유입부;
   상기 수조부를 관통하여, 상기 제1 수용공간 내의 처리수 중 제1 유량을 상기 혼합부로 반출하는 회수부; 및
   상기 부상지연부를 지지하며, 상기 제1 수용공간 내의 처리수 중 제2 유량을 수량조절탱크로 반출하는 반출부;를 포함하며,
   상기 유입부는,
   상기 수조부의 옆면 및 상기 부상지연부의 옆면을 관통하여, 혼합수가 상기 제2 수용공간으로 유입된 채, 상기 부상지연부의 개방된 하부를 통해 상기 제1 수용공간으로 유입되도록 하고,
   상기 반출부는,
   상기 수조부를 관통하는 복수의 반출파이프로 구성되며,
   상기 복수의 반출파이프를 구성하는 각각의 반출파이프는,
   상기 제1 수용공간에 수용된 적어도 일부분의 하부측을 따라 관통되어 형성되는 복수의 관통홀을 구비하고,
   상기 복수의 관통홀은,
   상기 제1 수용공간 내의 처리수가 상기 수량조절탱크로 이동되는 통로를 제공하며,
   상기 반출부의 외측면에 인가된 수압을 측정하는 수압측정부;
   상기 수압측정부에 의해 측정된 값과 기 설정된 값을 비교하여, 상기 제2 유량을 산정하는 유량산정부; 및
   상기 유량산정부에 의해 산정된 값에 따라 상기 반출부를 제어하는 제어부;를 더 포함하며,
   상기 유량산정부는,
   하기 식을 통해 구해진 상기 수조부의 수면과 상기 반출부 사이의 높이 값을 기초로 상기 제2 유량을 산정하는 것을 특징으로 하는 접촉산화반응조.
   [식]
   H = P / (D Х G)
   여기서, D는 상기 제1 수용공간에 수용된 혼합수의 밀도(kg/m3), H는 상기 수조부의 수면과 상기 반출부 사이의 높이(m), G는 중력가속도(m/sec2), P는 수압측정부에 의해 측정된 수압(kg*m/sec2)/m2).
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 부상지연부는,
   상부는 폐쇄되고 하부는 개방된, 속이 빈 원통형으로 형성되어 상기 제2 수용공간을 규정하며,
   상기 유입부는,
   지면과 평행하게 배치되며 상기 수조부의 옆면 및 상기 부상지연부의 옆면을 관통하는 유입파이프 및 상기 유입파이프의 끝단에 형성된 채, 상기 제2 수용공간에 배치되고, 지면을 향해 하향 굴곡지게 형성되는 절곡파이프를 구비하는 것을 특징으로 하는 접촉산화반응조.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 유량산정부는,
   산출된 높이 값과 기 설정된 높이 값을 비교하여, 산출된 높이 값이 기 설정된 높이 값이 되기 위한 제2 유량을 산정하며,
   상기 제어부는,
   상기 유량산정부에 의해 산정된 값에 따라, 상기 관통홀을 통해 상기 제1 수용공간 내의 처리수가 이동되도록 하거나, 상기 관통홀을 통해 상기 제1 수용공간 내의 처리수가 이동되지 못하도록 하는 것을 특징으로 하는 접촉산화반응조.
   
6. 제2항에 있어서,
   상기 수조부의 상부측에 형성되며, 상기 오염물의 산화 반응에 의해 생성된 스컴을 수집하는 스컴수집부; 및
   상기 스컴수집부에 의해 수집된 스컴을 제거하는 스컴제거부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉산화반응조.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 수조부는,
   원통형으로 형성되는 원통부, 상기 원통부의 상부측에 연결되며, 원뿔대형으로 형성되는 상부원뿔대부 및 상기 원통부의 하부측에 연결되며, 원뿔대형으로 형성되는 하부원뿔대부를 구비하며,
   상기 원통부, 상기 상부원뿔대부 및 상기 하부원뿔대부의 연통된 내부는 상기 제1 수용공간을 규정하고,
   상기 유입부는,
   상기 원통부를 관통하여, 상기 제2 수용공간 내로 혼합수를 유입시키며,
   상기 회수부는,
   상기 하부원뿔대부를 관통하며, 지면과 평행하게 배치되는 평행파이프 및 상기 평행파이프와 수직하게 배치되며, 하부측에 체류하는 상기 제1 수용공간 내의 처리수가 상기 평행파이프를 통해 상기 혼합부로 반출되도록 하는 수직파이프를 구비하고,
   상기 반출부는,
   상기 원통부를 관통하여, 상기 제1 수용공간 내의 처리수가 상기 수량조절탱크로 반출되도록 하는 것을 특징으로 하는 접촉산화반응조.
   
8. 제2항에 있어서,
   상기 유입부는,
   상기 부상지연부의 옆면을 관통하되, 상기 부상지연부의 중앙으로부터 일측으로 편향되도록 관통 형성되어, 상기 제2 수용공간으로 유입된 혼합수가 상기 제2 수용공간 내에서 와류를 형성하도록 하는 것을 특징으로 하는 접촉산화반응조.
   
9. 제2항에 있어서,
   상기 부상지연부는,
   상기 제2 수용공간을 규정하는 내측면으로부터 돌출되되, 상기 유입부보다 높게 형성된 복수의 배플부를 구비하며,
   상기 복수의 배플부는,
   상기 유입부로부터 상기 제2 수용공간으로 유입된 혼합수의 부상되는 것을 방해하는 것을 특징으로 하는 접촉산화반응조.
   
10. 제6항에 있어서,
    상기 유입부는,
    제3 유량의 혼합수가 상기 제2 수용공간으로 유입되도록 하며,
    상기 제3 유량은,
    상기 제1 유량의 2배인 것을 특징으로 하는 접촉산화반응조.
    
11. 제7항에 있어서,
    상기 스컴수집부는,
    상기 상부원뿔대부의 상부측에 형성되며 내부에 수집공간이 형성되는 수집본체부 및 상기 수집본체부와 상기 상부원뿔대부와의 사이에 형성되어, 상기 제1 수용공간에서 발생한 스컴이 상기 수집공간으로 이동되는 통로를 제공하는 수집홀로 구성되며,
    상기 스컴제거부는,
    상기 스컴수집부의 상측에 형성된 채, 상기 수집공간에 수집된 스컴을 외부로 반출하는 것을 특징으로 하는 접촉산화반응조.
    
12. 잡배수를 처리하는 하수처리 시스템에 있어서,
    잡배수가 수집되는 유량조정부;
    상기 유량조정부와 연결되며, 상기 유량조정부로부터 이동된 잡배수 내의 이물질을 필터링하는 마이크로필터부;
    상기 마이크로필터부와 연결되며, 상기 마이크로필터부로부터 이동된 잡배수와 초미세기포를 혼합하는 혼합부;
    상기 혼합부와 연결되는, 제1항, 제2항, 제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 접촉산화반응조; 및
    상기 접촉산화반응조와 연결되어, 상기 접촉산화반응조에서 발생한 스컴이 제거된 처리수가 이동되는 수위조절탱크; 를 포함하며,
    상기 혼합부는,
    기액혼합펌프, 파이프믹서 및 오존발생장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 하수처리 시스템.

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