KR102312489B1 - 미생물 미디어를 이용한 중수 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미생물 미디어를 이용한 중수 처리장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 다수 개로 구획된 혐기조로 이루어지는 혐기부; 혐기부에 인접되게 설치되어 혐기조로부터 유입수를 공급받고, 다수 개로 구획된 호기조로 이루어져 호기성 환경이 조성되는 호기부; 호기부에 인접되게 설치되어 내부에 필터가 장착된 제1혐호기조와, 당 코팅된 미생물 미디어가 투입된 제2혐호기조가 분리 가능하게 교대로 설치되는 혐호기부; 혐호기부의 일측에 설치되고, 혐호기부로부터 공급받은 유입수를 하부에서 상부로 수위를 높이면서 유입수의 교반이 가능하도록 하여 유입수의 수질상태를 측정한 후 혐호기부로 회수시키는 수질측정부; 혐호기부에 인접되게 설치되고, 수질측정부에 의해 수질상태가 측정된 유입수를 공급받아 침전물을 침전시키는 침전부; 침전부와 인접되게 설치되어 침전조에서 침전물로부터 분리된 유입수를 공급받아 저장하는 저장부;를 포함하는 것을 기술적 요지로 한다.

Description

미생물 미디어를 이용한 중수 처리장치{HEAVY WATER TREATMENT APPARATUS USING MICROBIAL MEDIA}

본 발명은 미생물 미디어를 이용한 중수 처리장치에 관한 것이다.

일반적인 생활하수나 공장지역의 오폐수 등은 하수도 설비를 통해 특정 지역에 모이고, 정화 시설물 등에 수용되어 처리된 후 하천 또는 해양으로 방류되고 있다. 하수도 설비는 상수도 설비와 함께 관개시설의 근간을 이루며, 사용한 용수를 공급라인으로부터 배제하여 수처리를 원활하게 하는데 사용된다.

하수도 설비와 별도로 한 번 사용한 용수를 정화하여 재사용하기 위한 설비가 있다. 이러한 설비는 통상 중수도 또는 중수 처리시설로 불리며, 빌딩과 같은 건축물이나 공장설비 등의 지하에 마련되어 각종 생활용수를 공급하는 데 사용될 수 있다. 관련하여, '중수 처리장치 및 그에 따른 중수 처리방법(공개번호: 10-2002-0017101)'에서는 부유 물질 제거수단, 탈질수단, 오수 폭기수단, 슬러지 제거수단, 유기물 제거수단 및 저수수단을 포함하는 중수 처리시설이 개시되어 있다.

중수 처리시설은 건물의 하수배관과 연결되어 하수를 공급받고, 공급된 하수를 생물학적 처리방식, 여과방식, 침전방식 및 약품처리방식 등의 다양한 방식으로 정화 처리하여 탁도가 낮은 중수로 변환시킨 후 다시 건물로 공급한다. 종래 중수 처리시설은 정화 처리에 사용하기 위한 여러 개의 수조를 포함하고, 각각의 수조에 다양한 처리장비들이 부속되는 방식으로 복잡하게 구성되었다.

이 때문에, 중수 처리과정이 지연되고 중수의 재활용이 만족스럽지 못할 정도로 비효율적으로 이루어지는 문제점이 있다. 또한 처리시설이 대형화되어, 지하부지가 충분히 확보되기 어려운 소형 또는 중대형 빌딩 등에 이러한 중수 처리시설을 적용하기가 매우 곤란한 문제점이 있다.

따라서, 종래에 비해 간편하게 설치 가능하면서도 효율적으로 정화 처리가 가능한 중수 처리시설의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

국내 공개특허공보 제10-2002-0017101호, 2002.03.07.자 공개.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 한 번 사용한 용수를 정화하여 재사용할 수 있는 처리 효율을 높일 수 있도록 미생물 미디어를 이용한 중수 처리장치를 제공하는 것을 기술적 해결과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 다수 개로 구획된 혐기조로 이루어지는 혐기부; 상기 혐기부에 인접되게 설치되어 상기 혐기조로부터 유입수를 공급받고, 다수 개로 구획된 호기조로 이루어져 호기성 환경이 조성되는 호기부; 상기 호기부에 인접되게 설치되어 내부에 필터가 장착된 제1혐호기조와, 당 코팅된 미생물 미디어가 투입된 제2혐호기조가 분리 가능하게 교대로 설치되는 혐호기부; 상기 혐호기부의 일측에 설치되고, 상기 혐호기부로부터 공급받은 유입수를 하부에서 상부로 수위를 높이면서 유입수의 교반이 가능하도록 하여 유입수의 수질상태를 측정한 후 상기 혐호기부로 회수시키는 수질측정부; 상기 혐호기부에 인접되게 설치되고, 상기 수질측정부에 의해 수질상태가 측정된 유입수를 공급받아 침전물을 침전시키는 침전부; 및 상기 침전부와 인접되게 설치되어 상기 침전조에서 침전물로부터 분리된 유입수를 공급받아 저장하는 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 미디어를 이용한 중수 처리장치를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 수질측정부는, 상기 혐호기부의 일측에 설치되는 챔버; 상기 혐호기부와 상기 챔버 사이에 연결 설치되고, 펌프에 의해 상기 혐호기부의 유입수를 챔버로 공급되게 하는 공급관; 상기 혐호기부와 상기 챔버 사이에 연결 설치되고, 상기 챔버 내부의 유입수를 상기 혐호기부로 순환되게 하는 배출관; 상기 챔버에 설치되어 상기 챔버로 유입된 유입수의 수질상태를 측정하는 수질센서; 및 상기 수질센서와 연결 설치되어 유입수의 수질상태를 데이터로 변환하는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 당 코팅된 미생물 미디어는, 내부가 비어있고 양단이 관통되어 유입구와 유출구가 형성된 구 형상의 몸체와, 상기 몸체의 내면에 고정되어 내부공간을 구획하는 다수 개의 메인격벽과, 상기 메인격벽의 표면에 돌출 형성되는 보조격벽을 포함하여 형성되되, 상기 미생물 미디어의 표면에 도포되어 형성되는 프라이머층; 상기 프라이머층의 표면에 형성되고, 바인더 100중량부에 대하여 설탕 50 내지 70중량부를 혼합하여 형성되는 제1 당 조성물로 이루어진 제1 당 코팅막; 및 상기 제1 당 코팅막의 표면에 형성되고, 바인더 100중량부에 대하여 설탕 40 내지 50중량부를 혼합하여 형성되는 제2 당 조성물로 이루어져 상기 제1 당 코팅막보다 당 농도가 상대적으로 낮은 제2 당 코팅막;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 몸체는, 상기 몸체의 높이 방향을 따라 일정 간격으로 분할되는 다수 개의 라이너 지지체; 및 상기 다수 개의 라이너 지지체 사이에 형성되는 콜게이트 형상의 단위체;가 교대로 배치되어 일체 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 과제의 해결 수단에 의한 본 발명의 미생물 미디어를 이용한 중수 처리장치에 따르면, 격벽에 의해 다수 개의 반응조로 구획되고 각 반응조에서 수질을 정화함으로써 처리 비용을 절감하여 경제성이 우수할 뿐만 아니라 수자원의 절약을 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 혐호기부를 통과하는 유입수를 밀폐된 챔버 내부로 이송시켜 유입수의 수질상태를 측정할 수 있는 샘플링을 획득하기 용이하여, 결국 정화능력을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 혐호기부에 투입되는 미생물 미디어의 표면에 설탕과 같은 당 성분이 코팅됨으로써 기존의 미생물 미디어에 대비하여 미생물의 부착력을 높여 증식률을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 미생물 미디어의 몸체에 콜게이트 형상을 적용함으로써 미생물이 증식할 수 있는 흡착 표면적을 넓힐 수 있어 미생물 증식이 용이할 뿐만 아니라, 유입수의 체류시간을 연장할 수 있어 오염물질의 흡착이 잘 이루어지므로, 오염물질의 분해 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 미생물 미디어에 코팅되는 제1 당 코팅막 및 제2 당 코팅막에는 커피박 분말을 더 포함하여, 이러한 커피박 분말에 의해 미생물 미디어에 소취 성능을 부여할 수 있으므로, 유입수 처리 중 발생되는 악취를 저감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 중수 처리장치를 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 수질측정부를 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명의 미생물 미디어를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 미생물 미디어를 나타낸 분해도.
도 5는 본 발명의 몸체를 나타낸 상세도.
도 6은 본 발명의 미생물 미디어에 당이 코팅된 모습을 나타낸 단면도.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 미생물 미디어를 이용한 중수 처리장치에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 중수 처리장치를 예시도로 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 수질측정부(40)를 예시도로 나타낸 것으로, 도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 중수 처리장치는 미생물 미디어를 이용하여 중수 처리 효율을 향상시킬 수 있도록 혐기부(10), 호기부(20), 혐호기부(30), 수질측정부(40), 침전부(50) 및 저장부(60)를 포함하여 구성된다.

본 발명의 혐기부(10)는 세로방향으로 다수 개로 구획된 혐기조로 이루어지는 구성이다.

혐기부(10)는 가로방향의 격벽에 의해 구분되는 제1혐기조(11)와 제2혐기조(12)가 차례대로 적층된 형상을 가지고, 제1혐기조(11)에는 외부의 오염수가 유입될 수 있도록 하는 유입관(11a)이 설치된다. 이때 유입관(11a)으로 유입되는 오염수를 유입수라고 하기로 한다.

본 발명의 호기부(20)는 혐기부(10)에 인접되게 설치되어 제2혐기조(12)로부터 유입수를 공급받고, 다수 개로 구획된 호기조로 이루어진 구성이다.

호기부(20)는 산소가 공급되어 유기물을 분해하는 반응조로, 세로방향으로 세워진 격벽에 의해 제1호기조(21)와 제2호기조(22)로 구분되어 차례대로 설치될 수 있다. 제2호기조(22)에는 혐호기부(30)에서 균일하지 못한 수질상태의 유입수가 다시 회수되어 유입될 수 있는 순환라인(33)이 침전부(50) 직전의 혐호기부(30)와 연결 설치될 수 있다.

본 발명의 혐호기부(30)는 호기부(20)에 인접되게 설치되어, 내부에 필터(31a)가 장착된 제1혐호기조(31)와, 내부에 당 코팅된 미생물 미디어가 투입된 제2혐호기조(32)가 분리 가능하게 교대로 설치되는 구성이다.

즉 혐호기부(30)는 혐기성 환경과 호기성 환경이 공존하는 공간으로, 제1혐호기조(31)와 제2혐호기조(32)가 교대로 설치되되, 제1혐호기조(31)와 제2혐호기조(32) 각각은 격벽에 의해 구분되며 격벽에는 유입수의 통과를 용이하게 하는 통로가 관통 형성할 수 있다.

제1혐호기조(31)와 제2혐호기조(32)는 각각의 분리된 반응조로 구성되는 것이 바람직한데, 이는 제1혐호기조(31) 또는 제2혐호기조(32)가 개별적으로 손상 시 교체가 용이하도록 하기 위함이다.

제1혐호기조(31)의 입구에는 필터(31a)가 장착될 수 있는데, 이러한 필터(31a)는 이전에 배치된 반응조로부터 통과되는 유입수에 함유된 이물질의 여과를 가능하게 한다. 필터(31a)는 메시망으로 형성될 수 있다.

제2혐호기조(32)에 투입되는 당 코팅된 미생물 미디어는 내부가 비어있고 양단이 관통되어 유입구(111)와 유출구(121)가 형성된 구 형상의 몸체(100)와, 몸체(100)의 내면에 고정되어 내부공간을 구획하는 다수 개의 메인격벽(200)과, 메인격벽(200)의 표면에 돌출 형성되는 보조격벽(300)을 포함하여 형성될 수 있다. 이는 본 발명의 미생물 미디어를 사시도로 나타낸 도 3과, 본 발명의 미생물 미디어를 분해도로 나타낸 도 4에 의해 확인할 수 있다.

미생물 미디어의 몸체(100)는 내부가 비어있는 구 형상으로 이루어지며, 양단이 관통되어 유입구(111)와 유출구(121)가 형성된 구성이다.

도 4(a)는 상부몸체(110)를, 도 4(b)는 하부몸체(120)를 나타낸 것으로, 이를 참조하면 몸체(100)는 반구 형상의 상부몸체(110)와, 상부몸체(110)와 대응되게 형성되는 반구 형상의 하부몸체(120)가 결합 가능하도록 구성되며, 금속, 목재 및 합성수지로 이루어진 군으로부터 1종 이상의 재질로 이루어질 수 있다.

도 5는 본 발명의 몸체(100)를 상세도로 나타낸 것이다. 도 5를 참조하면, 몸체(100)는 몸체(100)의 높이 방향으로 둘레를 따라 분할되는 다수 개의 라이너 지지체(100a)와, 다수 개의 라이너 지지체(100a) 사이 사이에 연결 형성되는 콜게이트 형상의 단위체(100b)가 교차되게 형성될 수 있음을 알 수 있다. 즉 몸체(100)를 구성하는 상부몸체(110)와 하부몸체(120) 각각은 라이너 지지체(100a)와 콜게이트 형상의 단위체(100b)가 교대로 적층 형성된 형상으로 일체화됨에 따라, 라이너 지지체(100a)와 단위체(100b)의 접합된 부분을 제외한 부분에 몸체(100)의 내외부로 관통되는 유로공간(S)이 형성되어 미생물의 부착 및 증식을 용이하게 해준다.

라이너 지지체(100a)는 상부몸체(110) 및 하부몸체(120) 각각의 프레임을 이룰 수 있어야 하므로, 일정 두께를 가지는 것이 바람직하다. 일정 두께를 갖는 라이너 지지체(100a)는 상부몸체(110)와 하부몸체(120) 각각의 높이 방향으로 둘레를 따라 다수 개의 구획으로 분할하게 되며, 단위체(100b)와의 분리를 방지하기 위하여 단위체(100b)의 절곡되는 부분에 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 라이너 지지체(100a)가 단위체(100b)의 마루에 일체로 형성되면 단위체(100b)를 지지하여 단위체(100b)가 콜게이트 형상으로 안정적으로 유지해줄 수 있게 된다.

단위체(100b)는 각각의 라이너 지지체(100a) 사이에서 콜게이트 형상으로 지그재그로 절곡되어 있는 형태로 이루어진다. 즉 단위체(100b)는 물결무늬 형태인 콜게이트 형상으로 라이너 지지체(100a) 사이에 상부몸체(110) 및 하부몸체(120) 각각의 둘레를 따라 연속적으로 형성된다.

상부몸체(110) 및 하부몸체(120) 각각이 라이너 지지체(100a)와 단위체(100b)로 구성되어 몸체(100)를 이룸에 따라 미생물이 생장 또는 부착 가능하도록 공극 구조를 만들어주는 면적 증대를 통해 유입수 투과가 쉽고 미생물 부착성능을 향상시키는 구조를 형성하고, 부착된 다량의 미생물에 의하여 생물학적 유기물 및 질소 제거와, 물리, 화학적 부유물질 및 인 등의 제거 효율을 높여 줌으로써, 단기 체류에도 불구하고 최대의 처리 효율을 얻을 수 있다.

미생물 미디어의 메인격벽(200)은 다수 개로 구성되어 하나의 몸체를 이루고, 상부몸체(110) 및 하부몸체(120) 각각의 내면에 고정 설치되어 상부몸체(110)와 하부몸체(120)의 내부공간을 구획하는 구성이다.

메인격벽(200)은 부채꼴 형상을 가지고, 도 4(a)에 도시된 바와 같이 상부몸체(110)의 내부에 고정 설치되는 메인상부격벽(210)과, 도 4(b)에 도시된 바와 같이 하부몸체(120)의 내부에 고정 설치되는 메인하부격벽(220)으로 이루어질 수 있다. 이때 도 3에 도시된 바를 참조하면, 메인상부격벽(210)과 메인하부격벽(220)는 상호 엇갈리는 위치에 배치됨을 알 수 있으며, 이는 미생물이 증식될 수 있는 면적을 높여주기 위함이다.

미생물 미디어의 보조격벽(300)은 메인격벽(200)의 표면에 돌출 형성되는 구성이다.

보조격벽(300)의 경우 도 3에 도시된 바와 같이 메인상부격벽(210)의 표면에 리브 형상으로 돌출 형성되는 보조상부격벽(310)과, 메인하부격벽(220)의 표면에 리브 형상으로 돌출 형성되는 보조하부격벽(320)을 포함하여 이루어진다.

한편, 몸체(100), 메인격벽(200) 및 보조격벽(300)으로 이루어진 미생물 미디어에는 당이 코팅될 수 있으며, 이러한 당 코팅에 의해 미생물의 흡착률을 높일 수 있는 특징이 있다. 관련하여, 도 6은 본 발명에 따른 미생물 미디어(M)에 당이 코팅된 모습을 단면도로 나타낸 것이다. 도 6을 참조하면, 기재가 되는 미생물 미디어(M)의 표면에 프라이머층(1), 제1 당 코팅막(2) 및 제2 당 코팅막(3)이 차례대로 적층 형성됨을 알 수 있다.

프라이머층(1)은 기재가 되는 미생물 미디어(M)의 표면과 제1 당 코팅막(2)과의 접착력 저하를 방지하기 위하여 형성하는 것으로, 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지 및 실리콘계 수지로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 도포하여 형성될 수 있다.

프라이머층(1)의 표면에는 제1 당 코팅막(2)과 제2 당 코팅막(3)이 이중 코팅될 수 있는데, 이렇게 제1 당 코팅막(2)과 제2 당 코팅막(3)이 차례대로 도포되어 이중 코팅되는 이유는, 미생물 미디어(M)의 오랜 시간 사용함에 따라 오폐수 내에서 제2 당 코팅막(3)이 미생물 흡착에 대한 제 기능을 다 하였을 때, 프라이머층(1)과 제2 당 코팅막(3)의 사이에서 제1 당 코팅막(2)이 보조적인 역할을 할 수 있도록 하기 위함이다. 여기서 제1 당 코팅막(2)은 제2 당 코팅막(3)에서와 달리 설탕이 상대적으로 많이 함유되는데, 이는 제2 당 코팅막(3)의 보조적인 역할을 대비하기 위함이다.

제1 당 코팅막(2)은 프라이머층(1)의 표면에 형성되되, 바인더 100중량부에 대하여 설탕(sucrose) 50 내지 70중량부를 포함하는 제1 당 조성물에 프라이머층(1)이 도포된 미생물 미디어를 함침시켜 형성된다.

이때 설탕은 미생물의 배양 증식을 위한 먹이가 되는 것으로, 오폐수에 함유된 탄소(C)를 함유하는 유기물과, 질소(N)가 분해될 수 있도록 촉진시켜주는 작용을 한다. 설탕은 오폐수에 포함된 탄소 중량에 대한 질소 중량비율(N/C)이 1 : 10 내지 20이 되도록 바인더 100중량부에 대해 50 내지 70중량부로 포함하는 것이 바람직하다. 설탕이 바인더 100중량부에 대해 50중량부 미만으로 함유되면 미생물이 증식될 수 있도록 활성화시켜주기에 부족한 양이고, 70중량부를 초과하면 설탕이 100% 분해되지 않고 남아있을 수 있어 제1 당 코팅막(2) 형성에 바람직하지 않다.

제2 당 코팅막(3)은 제1 당 코팅막(2)의 표면에 형성되되, 바인더 100중량부에 대하여 설탕 40 내지 50중량부를 포함하는 제2 당 조성물에 프라이머층(1)과 제1 당 코팅막(2)이 형성된 미생물 미디어를 함침시켜 형성된다.

제2 당 코팅막(3)에 있어서, 제2 당 조성물에 바인더 100중량부에 대하여 설탕이 40중량부 미만으로 첨가되면 미생물의 부착능이 저하되고, 미생물이 부착되더라도 짧은 시간 내에 미생물이 다시 분리되는 단점이 있어 결국 오폐수 정화능력을 높일 수 없게 된다. 반면, 설탕이 50중량부를 초과하여 첨가되면 미생물 부착능 향상에는 도움이 될 수 있으나, 제2 당 코팅막(3)의 두께를 균일하게 만들어 주기 어려워 이 역시 미생물이 상대적으로 적게 부착되는 단점이 초래된다.

제1 당 조성물과 제2 당 조성물은 바인더 100중량부에 대하여 커피박 분말 5 내지 15중량부를 더 포함하여 형성될 수 있다. 커피박은 보통 220 내지 300℃에서 25 내지 55분 동안 로스팅하여 탄화된 것으로, 수거하여 얻은 커피박을 곧바로 바인더와 혼합하지 않고 충분히 건조시킨 후 사용하는 것이 바람직하다.

커피박 분말이 5중량부 미만이면 제1 당 코팅막(2)과 제2 당 코팅막(3)에 충분한 소취기능을 부여할 수 없어 오폐수 처리 중 발생하는 악취를 저감시키기에 부족하다. 커피박 분말이 바인더 100중량부에 대해 15중량부를 초과하면 분말 형태의 커피박의 양이 너무 많아 제1 당 코팅막(2)과 제2 당 코팅막(3)에 커피박이 뭉쳐진 상태로 존재할 수 있어 제품성이 없게 된다.

이러한 커피박 분말은 제1 당 조성물과 제2 당 조성물의 경도를 조절해 줄 수 있다. 제1 당 조성물과 제2 당 조성물 각각에 분말 형태의 커피박이 첨가되어 경도 조절이 가능함에 따라 제1 당 코팅막(2) 및 제2 당 코팅막(3)의 형태를 유지할 수 있게 되는 것이다.

단, 제1 당 조성물과 제2 당 조성물에 사용되는 바인더의 경우 설탕을 용융시켜 미생물 미디어에 도포되게끔 해주는 베이스 수지일 수 있다. 즉 바인더 자체로 수성 접착제 역할을 할 수 있는 것이라면 충분하다.

바인더의 예로는 전분(starch), 아라비노키시란(arabinoxylan), 펙틴, 글리코겐, 셀룰로오스, 밀가루, 덱스트린 및 키틴으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.

또는 경우에 따라 폴리아마이드(polyamide), 폴리에스터(polyester), 폴리프로필렌(polyprooylene), 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane) 및 에틸렌비닐아세테이트(ethylene-vinyl acetate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 열가소성 수지가 바인더로 사용될 수도 있다. 바인더로 열가소성 수지가 사용되는 경우 제1 당 코팅막(2)과 제2 당 코팅막(3)의 사용을 다한 후, 미생물 미디어(M)를 폐기하지 않고도, 프라이머층(1)이 형성된 미생물 미디어(M)로부터 제1 당 코팅막(2)과 제2 당 코팅막(3)만을 분리하여 파쇄시켜 과립 형태로 재활용할 수 있게 된다. 재활용된 과립은 다양한 제품군에 활용되는 업사이클링이 가능하다.

본 발명의 수질측정부(40)는 혐호기부(30)의 일측에 설치되고, 혐호기조로부터 공급받은 유입수를 하부에서 상부로 수위를 높이면서 유입수의 교반이 가능하도록 하여 유입수의 수질상태를 측정한 후 혐호기부(30)로 회수시키는 구성이다.

앞서, 유입수가 혐호기부(30)를 거쳐 침전부(50)로 이동될 때 침전부(50) 방향으로 배출됨에 따라 유입수의 수질상태가 균일하지 못한 문제점이 있어, 수질측정부(40)에서 혐호기부(30)의 유입수를 하부에서 공급받아 수질상태를 측정하여 해결해 보고자 하는 것이다. 이를 위해 수질측정부(40)는 챔버(41), 공급관(42), 배출관(43), 수질센서(44), 세정수 공급탱크(45) 및 제어모듈(46)로 구성되는 것이 바람직하다.

챔버(41)는 혐호기부(30)의 일측에 설치된다. 즉 챔버(41)는 유입수가 흘러가는 혐호기부(30), 더욱 상세하게는 침전부(50) 직전의 제1혐호기조(31)의 일측 외부에 설치되고 내부가 밀폐된 상태를 이룬다.

공급관(42)은 혐호기부(30)와 챔버(41) 사이에 연결 설치되고, 제1혐호기조(31)에 유입된 제1혐호기조(31)의 유입수 중에 설치되는 펌프(42a)에 의해 혐호기부(30)의 유입수를 챔버(41)로 공급되게 한다.

배출관(43)은 공급관(42)과는 별도로 혐호기부(30)와 챔버(41) 사이에 연결 설치되고, 챔버(41)의 유입수를 혐호기부(30)로 순환되게 한다. 이러한 배출관(43)은 챔버(41)에 공급되는 유입수가 오버플로우되면서 혐호기부(30)로 다시 공급될 수 있게 한다.

수질센서(44)는 챔버(41)의 내부에 유입수와 접촉될 수 있는 위치에 설치되어 챔버(41)로 유입된 유입수의 수질상태를 측정한다. 수질센서(44)는 유입수 내 용존산소 값과 혼합액 현탁 고형물(MLSS, mixed liquor suspended solids) 농도를 측정할 수 있다.

세정수 공급탱크(45)는 챔버(41)에 세정수를 분사하면서 유입수를 세척한다. 세정수 공급탱크(45)에서 공급받은 세정수는 수질센서(44)를 세척할 수 있을 뿐만 아니라 유입수를 세척할 수 있게 된다. 이를 위해 세정수 공급탱크(45)에서 공급되는 세정수는 챔버(41) 내부의 상단으로부터 수직 하방으로 고압 분무될 수 있다. 이어서 세척을 다 한 그 처리수는 외부와 별도로 연결될 수 있는 공급관(42)을 통해 배출할 수 있게 되며, 이 경우 펌프(42a)의 작동은 정지되어 있고 세정이 끝난 처리수는 자연압에 의해 배출된다.

제어모듈(46)은 수질센서(44)와 연결 설치되어 유입수의 수질상태를 데이터로 변환한다. 이러한 제어모듈(46)은 수질센서(44)와 연결되어 유입수의 수질상태를 데이터로 변환하고 펌프(42a)의 작동을 제어한다.

즉 제어모듈(46)은 수질센서(44)의 신호를 입력받아 유입수 내 용존산소 값과 혼합액 현탁 고형물 농도에 따른 신호를 입력받아, 그 데이터를 저장 및 표시함으로써, 용존산소 값과 혼합액 현탁 고형물 농도 값이 미리 설정된 기준 범위 값보다 낮거나 높을 경우 순환라인(33)을 통해 다시 제2호기조(22)로 반송할 수 있도록 제어할 수 있다.

본 발명의 침전부(50)는 혐호기부(30)에 인접되게 설치되어, 수질측정부(40)에 의해 수질상태가 제어된 유입수의 침전물을 침전시키는 구성이다.

혐호기부(30)에서 수질제어가 완료된 유입수를 공급받아 유입수 내의 침전물을 침전시키도록 한다.

본 발명의 저장부(60)는 침전부(50)와 인접되게 설치되어 침전부(50)에서 침전물로부터 분리된 유입수를 공급받아 저장하는 구성이다.

침전부(50)를 거친 유입수는 저장부(60)로 이동되는데, 저장부(60)는 최종적으로 외부로 배출되기 전의 처리수를 보관할 수 있다. 저장부(60)에는 처리가 모두 끝난 처리수를 외부로 공급하기 위한 유출관(61)이 설치될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 미생물 미디어를 이용한 중수 처리장치에 관한 것으로, 혐기부(10), 호기부(20), 혐호기부(30), 수질측정부(40), 침전부(50) 및 저장부(60)를 포함하여 구성되되, 격벽에 의해 다수 개의 반응조로 구획되고 각 반응조에서 수질을 정화함으로써 처리 비용을 절감시켜 경제성이 우수할 뿐만 아니라 수자원을 절약할 수 있는데 특징이 있다.

특히 혐호기부(30)를 통과하는 유입수를 밀폐된 챔버(41) 내부로 이송시켜 유입수의 수질상태를 측정할 수 있는 샘플링을 획득할 수 있으므로, 정화능력을 높일 수 있는데 의미가 있다.

또한 혐호기부(30)에 투입되는 미생물 미디어(M)의 표면에 당 성분이 코팅됨으로써 기존의 미생물 미디어에 대비하여 미생물의 부착력을 높여 증식률을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 미생물 미디어(M)의 몸체(100)에 콜게이트 형상을 적용함으로써 미생물이 증식할 수 있는 흡착 표면적을 넓힐 수 있어 미생물 증식이 용이할 뿐만 아니라, 유입수의 체류시간을 연장할 수 있어 오염물질의 흡착이 잘 이루어지므로, 오염물질의 분해 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것도 아니다. 본 발명의 보호 범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

M: 미생물 미디어
1: 프라이머층
2: 제1 당 코팅막
3: 제2 당 코팅막
10: 혐기부
11: 제1혐기조
11a: 유입관
12: 제2혐기조
20: 호기부
21: 제1호기조
22: 제2호기조
30: 혐호기부
31: 제1혐호기조
31a: 필터
32: 제2혐호기조
33: 순환라인
40: 수질측정부
41: 챔버
42: 공급관
42a: 펌프
43: 배출관
44: 수질센서
45: 세정수 공급탱크
46: 제어모듈
50: 침전부
60: 저장부
61: 유출관
100: 몸체
100a: 라이너 지지체
100b: 단위체
110: 상부몸체
111: 유입구
120: 하부몸체
121: 유출구
200: 메인격벽
210: 메인상부격벽
220: 메인하부격벽
300: 보조격벽
310: 보조상부격벽
320: 보조하부격벽

Claims (4)

1. 다수 개로 구획된 혐기조로 이루어지는 혐기부;
   상기 혐기부에 인접되게 설치되어 상기 혐기조로부터 유입수를 공급받고, 다수 개로 구획된 호기조로 이루어져 호기성 환경이 조성되는 호기부;
   상기 호기부에 인접되게 설치되어 내부에 필터가 장착된 제1혐호기조와, 당 코팅된 미생물 미디어가 투입된 제2혐호기조가 분리 가능하게 교대로 설치되는 혐호기부;
   상기 혐호기부의 일측에 설치되고, 상기 혐호기부로부터 공급받은 유입수를 하부에서 상부로 수위를 높이면서 유입수의 교반이 가능하도록 하여 유입수의 수질상태를 측정한 후 상기 혐호기부로 회수시키는 수질측정부;
   상기 혐호기부에 인접되게 설치되고, 상기 수질측정부에 의해 수질상태가 측정된 유입수를 공급받아 침전물을 침전시키는 침전부; 및
   상기 침전부와 인접되게 설치되어 상기 침전부에서 침전물로부터 분리된 유입수를 공급받아 저장하는 저장부;를 포함하고,
   상기 당 코팅된 미생물 미디어는,
   내부가 비어있고 양단이 관통되어 유입구와 유출구가 형성된 구 형상의 몸체와, 상기 몸체의 내면에 고정되어 내부공간을 구획하는 다수 개의 메인격벽과, 상기 메인격벽의 표면에 돌출 형성되는 보조격벽을 포함하여 형성되되,
   상기 미생물 미디어의 표면에 도포되어 형성되는 프라이머층;
   상기 프라이머층의 표면에 형성되고, 바인더 100중량부에 대하여 설탕 50 내지 70중량부를 혼합하여 형성되는 제1 당 조성물로 이루어진 제1 당 코팅막; 및
   상기 제1 당 코팅막의 표면에 형성되고, 바인더 100중량부에 대하여 설탕 40 내지 50중량부를 혼합하여 형성되는 제2 당 조성물로 이루어져 상기 제1 당 코팅막보다 당 농도가 상대적으로 낮은 제2 당 코팅막;을 포함하며,
   상기 제1 당 조성물 및 제2 당 조성물은 상기 바인더 100중량부에 대하여 커피박 분말 5 내지 15중량부를 더 포함하고,
   상기 몸체는 물결무늬 콜게이트 형상의 단위체를 포함하고, 상기 메인격벽은 부채꼴 형상이며, 상기 보조격벽은 리브 형상으로 돌출 형성되는 보조상부격벽과 보조하부격벽을 포함하는, 미생물 미디어를 이용한 중수 처리장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 수질측정부는,
   상기 혐호기부의 일측에 설치되는 챔버;
   상기 혐호기부와 상기 챔버 사이에 연결 설치되고, 펌프에 의해 상기 혐호기부의 유입수를 챔버로 공급되게 하는 공급관;
   상기 혐호기부와 상기 챔버 사이에 연결 설치되고, 상기 챔버 내부의 유입수를 상기 혐호기부로 순환되게 하는 배출관;
   상기 챔버에 설치되어 상기 챔버로 유입된 유입수의 수질상태를 측정하는 수질센서; 및
   상기 수질센서와 연결 설치되어 유입수의 수질상태를 데이터로 변환하는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 미디어를 이용한 중수 처리장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 몸체는,
   상기 몸체의 높이 방향을 따라 일정 간격으로 분할되는 다수 개의 라이너 지지체; 및
   상기 다수 개의 라이너 지지체 사이에 형성되는 물결무늬 콜게이트 형상의 단위체;가 교대로 배치되어 일체 형성되는 것을 특징으로 하는 미생물 미디어를 이용한 중수 처리장치.

Images