KR102342900B1 - 대량 하수처리를 위한 하수처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유입되는 원수의 종류 즉, 고형 이물질이 다량 함유된 초기 원수를 구분하여 하수의 처리 시간을 최소화 할 수 있는 대량 하수처리를 위한 하수처리 장치에 관한 것이다. 포함하여서 된 것이다.

Description

대량 하수처리를 위한 하수처리 장치{Apparatus for Treating a Large Qantity Sewage}

본 발명은 대량 하수처리를 위한 하수처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유입되는 원수의 종류 즉, 고형 이물질이 다량 함유된 초기 원수를 구분하여 하수의 처리 시간을 최소화 할 수 있는 대량 하수처리를 위한 하수처리 장치에 관한 것이다.

오늘날 경제발전에 따라 급속한 산업화와 도시화가 진행되고 있고, 그로 인한 수자원 고갈과 수질오염이 점점 심각한 문제로 대두되고 있다. 특히, 수질 오염의 문제는 수자원의 재활용 및 오염 방지에 대한 대책과 더불어 반드시 해결해야 할 사안으로 떠오르고 있다.

산업화/도시화에 따른 하수의 발생과, 이에 대한 수처리 기술로서는 스크린, 침전, 부상 및 여과 등을 수행하는 물리적 처리방식과; 응집, 산화, 흡착 및 이온교환 등을 수행하는 화학적 처리방식; 그리고, 미생물에 의한 생물학적 처리방식이 존재하며, 물리/화학적 처리방식과 생물학적 처리방식을 단위공정으로 하여 조합하고 연계하여 처리하는 다단계 처리방식이 새롭게 개발되고 있다.

오늘날 일반적으로 개발되고 있는 수처리 공정기술을 살펴보면, 화학적 또는 생물학적으로 1차 처리하고, 1차 처리된 처리수 내에 잔류하는 부유물질과 유기성 오염물질을 2차적으로 처리하여 전체적으로 안정적 처리효율을 이루기 위하여 물리적 여과기나 생물학적 여과기를 사용하는 것을 예시할 수 있다. 물리적 여과기는 통상적인 모래여과기와 활성탄 여과기를 대표적으로 들 수 있고, 생물학적 여과기(Bio Filter)로서는 처리 용기의 내부에 미생물이 서식할 수 있는 여재를 충전한 다음, 여기에 하수를 유입시켜 미생물이 유기물을 생물학적으로 분해하도록 하는 것을 시스템을 대표적으로 들 수 있다.

최근에 들어서는, 하수의 처리를 위하여 물리/화학적인 처리 방식의 한계를 인식하고, 생물학적 처리방식에 관한 관심이 증대되고 있다.

이러한 생물학적 처리방식은 하수를 저장하는 용기 내부에 미생물이 자라날 수 있는 담체 내지 미생물 배양체를 집어넣고, 상기 미생물이 하수 내에 존재하는 각종의 영양 염류를 먹이로 삼아 제거 하도록 하는 기술이다.

종래의 생물학적 처리방식은 호기성/혐기성 미생물 이용하는 방식과 미세조류를 이용하는 방식이 존재한다.

호기성/혐기성 미생물을 이용하는 방식은 하수 내 유기물이나 질소 성분을 호기성/혐기성 미생물을 이용해 제거하는 방식이다.

그러나 이러한 방식은 미생물이 유지되고 보존될 수 있는 환경을 지속적으로 제공하고 유지해야 하는 불편이 존재한다.

즉, 미생물이 호기성이거나 혐기성일 경우, 종래의 방식은 미생물이 활동할 수 있도록 지속적으로 산소를 공급하거나 산소를 제거해야 하며, 주기적으로 하수 내 산소량을 확인해야만 하는 번거로움이 존재한다.

반면, 미세조류를 이용하는 방식은 하수 내 유기물이나 질소 성분을 미세조류를 이용해 제거하는 방식이다.

미세조류는 광을 수광하여 광합성을 하는 독립영양 미세조류일 수 있으며, 이러한 미세조류가 하수 내 포함되어 별도의 환경 제공없이 유기물이나 질소 성분을 제거한다. 그러나 이러한 미세조류들은 그래뉼(Granule)화 하는 성질이 부족하여, 침전되는데 장 시간이 소모된다.

유기물이나 질소 성분을 포함한 미세조류들이 침전되어야만, 침전된 미세조류들을 바이오매스(Biomass)로 이용할 수 있으며 유기물이나 질소 성분이 제거된 하수를 방류할 수 있다.

이에 따라, 종래의 방식은 유기물이나 질소 성분의 제거 효율이나 바이오매스 회수 효율면에서 현저히 떨어지는 문제가 있다.

또한, 미세조류들이 충분히 침전되지 않은 채로 하수 내 포함되어 하천이나 바다로 방류 될 경우, 미세조류들의 증식이 급격히 활성화되어 수질오염을 유발할 수 있는 문제가 있다.

종래의 일반적인 하수처리 장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 원수를 저장하는 원수저장탱크(10)와, 상기 원수저장탱크(10)로부터 유입된 원수내 함유된 오염물질을 산화처리하는 산화조(20)와, 상기 산화처리된 처리수내 함유된 오염물질을 응집하는 응집조(30)와, 상기 응집조에서 처리된 처리수를 여과하는 여과조(40) 및 상기 여과조에서 여과된 처리수를 소독하는 소독조(50)로 이루어져 있다.

이러한 종래의 하수처리 장치는 빗물에 의해서 하수 처리장으로 유입되는 원수는 원수저장탱크(10)에 혼합된 상태로 저장되는 것으로서, 각종 고형 이물질이 포함되고, 수질오염이 심한 초기 우수와, 고형 이물질의 소량 포함되고 수질오염이 비교적 적은 초기 우수 이후에 유입되는 우수를 구분할 수 있는 어떠한 수단도 강구되지 않았으므로 초기 우수와 초기 이후에 유입되는 우수가 혼합된 상태로 원수저장탱크(10)에 저장된 후 이후 과정을 통하여 처리하게 되므로 처리시간이 지연되어 대량의 하수를 처리하지 못하는 등의 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 10-0446141 (2004.08.18)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 그 목적은 대규모 하수 처리시 고형 이물질이 다량 포함되고 심하게 오염된 초기 우수를 별도로 처리하는 것으로서, 하수의 처리 시간 및 효율을 향상시킬 수 있는 대량 하수 처리를 위한 하수처리 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대량 하수처리를 위한 하수처리 장치는 원수가 유입되는 유입관 단부가 상단에 설치되고 일 측면에 개폐 가능하게 도어가 설치된 하우징과, 상기 하우징의 내부에 이동 가능하게 설치되고, 일측면에 복수개의 배수홀이 형성된 이동박스와, 상기 하우징의 저면에 연결 설치된 배수관으로 이루어진 초기 이물질 제거부; 상기 배수관의 단부에 연결되고, 입측에 원수의 오염상태를 검출하는 검출센서가 설치된 분리박스; 상기 분리박스의 일측에 설치된 바이패스관; 상기 원수에 포함된 고형 이물질을 제거하도록 상기 바이패스관의 단부에 설치된 제거박스와, 상기 제거박스의 내부가 분리되게 제거박스의 내부에 매립되어 고형의 이물질이 후단으로 이동되는 것을 차단하는 제거 컨베이어와, 상기 제거 컨베이어에 차단된 고형의 이물질이 외부로 배출되게 제거 컨베이어를 회전시키켜는 제거모터으로 이루어진 이물질 제거부; 상기 이물질 제거부의 출측에 설치되고, 내부에는 모래와 활성탄이 순차적으로 적층된 초기필터; 상기 초기필터의 출측에 설치되어 초기 우수를 원수저장탱크로 공급하는 유도관; 상기 분리박스를 통과한 원수를 원수저장탱크로 공급하는 공급관; 상기 유입관을 바이패스관 또는 공급관 중 어느 일측과 통하여지도록 분리박스의 내부에 회전 가능하게 설치된 회전 격벽; 및 상기 검출센서의 검출값을 입력받아 상기 회전 격벽이 회전되도록 구동모터를 작동시키는 제어부를 포함하여서 된 것이다.

이와 같이 본 발명은 외부에서 유입되는 원수의 오염상태를 검출하여 고형 이물질이 다량 포함되고 심하게 오염된 원수(초기 우수 또는 오폐수)를 별도로 처리 하게 되므로 대량의 하수를 신속하게 처리함은 물론, 처리 효율을 향상시킬 수 있는 특유의 효과가 있다.

도 1은 일반적인 하수처리 시스템을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 하수처리 장치를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 하수처리 장치의 원수 분리 수단을 나타낸 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 하수처리 장치의 원수 분리 수단의 작동상태를 나타낸 구성도.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명에 따른 하수처리 장치를 나타낸 개략도이며, 도 3은 본 발명에 따른 하수처리 장치의 원수 구분 수단을 나타낸 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 하수처리 장치의 원수 구분 수단의 작동상태를 나타낸 구성도이다.

여기에서 참조되는 바와 같이 본 발명은 원수저장탱크(10)로 유입되는 원수(우수 또는 오폐수)에 포함된 대형(고형) 이물질이 분리된 원수의 오염상태에 따라서 초기 우수와 초기 이후 우수를 구분하여 초기 우수는 1차 처리 한 후 원수저장탱크(10)로 공급하여 이후에는 종래와 동일한 과정을 통하여 하수 처리하는 것이다.

본 발명은 원수가 유입되는 유입관(199)의 단부에 초기 이물질 제거부(190)가 설치되어 있되, 상기 초기 이물질 제거부(190)에는 내부에 수용공간이 형성된 하우징(191)이 마련되어 있고, 상기 하우징(191)의 일측에는 도어(192)가 개폐 가능하게 설치되어 있다.

그리고, 상기 하우징(191)의 내부에는 이동박스(193)가 내장되어 있되, 상기 이동박스(193)는 하우징(191)의 타측에 설치된 배출 실린더(195)가 작동되면 상기 배출 실린더(195)에 설치된 로드(196)에 의해서 이동 가능하게 설치되어 있다.

따라서, 유입관(199)을 통하여 유입되는 원수(우수 또는 오폐수)는 하우징(191)의 내부에 내장된 이동박스(193)의 내부로 유입되고, 상기 원수에 포함된 고형의 이물질을 이동박스(193)에 모아지고, 원수는 이동박스(193)에 형성된 배수홀(194)을 통하여 배수된 후 하우징(191)의 하부에 설치된 배수관(100)으로 배수되는 것이다.

이동박스(193)에 모아진 고형의 이물질을 제거할 때에는 하우징(191)에 설치된 도어(192)을 개방시킨 후 배출 실린더(195)를 작동시키면, 이동박스(193)는 로드(196)에 의해서 이동되어 도 4에 나타낸 바와 같이 하우징(191)의 외부로 노출되는 것으로서, 이때 이동박스(193)의 상부가 개방되므로 이동박스(193)에 모아진 고형의 이물질을 간편하게 제거할 수 있는 것이다.

한편, 하우징(191)의 하부에 설치된 배수관(100)의 단부에는 분리박스(110)가 연결되어 있되, 상기 분리박스(110)의 입측에는 원수(우수 또는 오폐수)의 오염상태를 검출하는 검출센서(120)가 설치되어 있다.

한편, 상기 분리박스(110)의 일측에는 바이패스관(130)이 설치되어 있고, 타측에는 공급관(140)이 설치되어 있는 것으로서, 상기 배수관(100)을 통하여 유입된 원수는 바이패스관(130) 또는 공급관(140)을 통하여 원수저장탱크(10)로 유입되는 것이다.

따라서, 배수관(100)을 통하여 분리박스(110)로 원수가 유입될 때 상기 분리박스(110)의 입측에 설치된 검출센서(120)가 원수의 오염상태를 검출하게 된다.

이때 검출센서(120)에서 검출하는 원수의 오염상태는 원수의 탁도(濁度)를 검출하게 되는 것이다.

이와 같이 검출된 원수의 탁도는 제어부(150)로 전송되고 상기 제어부(150)는 검출된 탁도가 사전에 설정된 탁도의 정상범위 이상이면 구동모터(200)를 정방향으로 구동하게 된다.

상기 구동모터(200)가 정방향으로 구동되면, 회전 격벽(210)이 정방향(도면상 시계방향)으로 회전되어 배수관(100)과 바이패스관(130)이 통하여지는 것으로서, 배수관(100)으로 유입된 원수는 바이패스관(130)을 통하여 이물질 제거부(160)로 공급되는 것이다.

상기 이물질 제거부(160)는 바이패스관(130)이 연결된 제거박스(161)가 마련되어 있고, 상기 제거박스(161)의 내부에는 제거 컨베이어(162)가 설치되어 있는 다.
상기 제거 컨베이어(162)는 제거박스(161)의 내부가 분리되게 제거 컨베이어(162)의 하단부는 제거박스(161)의 저면에 근접되게 설치되어 있고, 상단부는 제거박스(161)의 외부로 노출되게 설치되어 있는 것으로서, 바이패스관(130)을 통하여 유입되는 원수에 포함되어 있는 고형의 이물질은 제거 컨베이어(162)에 의해서 분리된다.

따라서, 상기 제거박스(161)로 원수가 공급되면 제어부(150)에 의해서 제거모터(163)가 동작되고, 상기 제거모터(163)가 동작될 때 제거 컨베이어(162)가 연속적으로 회전하면서 원수에 포함된 고형 이물질은 제거박스(161)의 외부로 배출되는 것이다.

상기 제거박스(161)를 통과한 원수는 초기필터(170)의 내부에 적층된 모래(171)와 활성탄(172)을 순차적으로 통과하면서 1차 정화되는 것이다.

상기 모래(171)와 활성탄(172)은 일정기간 사용 후 교환 하는 것으로서, 교환 방법및 과정은 일반적인 것으로서, 설명을 생략한다.

상기와 같이 초기필터(170)를 통과하면서 고형 이물질이 제거된 후 1차 정화된 원수(초기 우수 또는 초기 유입되는 오폐수)는 유도관(180)을 통하여 원수저장탱크(10)로 공급되는 것이다.

한편 검출센서(120)에서 검출되어 제어부(150)로 전송되는 원수의 탁도가 사전에 설정된 탁도의 정상범위 이내이면 구동모터(200)를 역방향으로 구동함과 동시에 제거모터(163)를 정지하게 된다.

상기 구동모터(200)가 역방향으로 구동되면, 회전 격벽(210)이 역 방향(도면상 반 시계방향)으로 회전되어 배수관(100)과 공급관(140)이 통하여지는 것으로서, 배수관(100)으로 유입된 원수는 도 4에 나타낸 화살표와 같이 공급관(140)을 통하여 원수저장탱크(10)로 공급되는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면 원수(우수 또는 오폐수)의 오염상태에 따라서 분리한 상태로 원수저장탱크(10)로 공급하여 상기 원수저장탱크(10)에 저장되는 원수의 오염상태를 최소화하게 되므로 대량 하수를 신속하게 처리 할 수 있게 되는 것이다.

100 : 배수관 110 : 분리박스
120 : 검출센서 130 : 바이패스관
140 : 공급관 150 : 제어부
160 : 이물질 제거부 170 : 초기필터
171 : 모래 172 : 활성탄
180 : 유도관 190 : 초기 이물질 제거부
191 : 하우징 192 : 도어
193 : 이동박스 194 : 배수홀
199 : 유입관 200 : 구동모터
210 : 회전 격벽

Claims (1)

1. 원수가 유입되는 유입관(199)의 단부가 상단에 설치되고 일 측면에 개폐 가능하게 도어(192)가 설치된 하우징(191)과, 상기 하우징(191)의 내부에 이동 가능하게 설치되고, 일측면에 복수개의 배수홀(194)이 형성된 이동박스(193)와, 상기 하우징(191)의 저면에 연결 설치된 배수관(100)으로 이루어진 초기 이물질 제거부(190);
   상기 배수관(100)의 단부에 연결되고, 입측에 원수의 오염상태를 검출하는 검출센서(120)가 설치된 분리박스(110);
   상기 분리박스(110)의 일측에 설치된 바이패스관(130);
   상기 원수에 포함된 고형 이물질을 제거하도록 상기 바이패스관(130)의 단부에 설치된 제거박스(161)와, 상기 제거박스(161)의 내부가 분리되게 제거박스(161)의 내부에 매립되어 고형의 이물질이 후단으로 이동되는 것을 차단하는 제거 컨베이어(162)와, 상기 제거 컨베이어(162)에 차단된 고형의 이물질이 외부로 배출되게 제거 컨베이어(162)를 회전시키는 제거모터(163)으로 이루어진 이물질 제거부(160);
   상기 이물질 제거부(160)의 출측에 설치되고, 내부에는 모래(171)와 활성탄(172)이 순차적으로 적층된 초기필터(170);
   상기 초기필터(170)의 출측에 설치되어 초기 우수를 원수저장탱크(10)로 공급하는 유도관(180);
   상기 분리박스(110)를 통과한 원수를 원수저장탱크(10)로 공급하는 공급관(140);
   상기 배수관(100)을 바이패스관(130) 또는 공급관(140) 중 어느 일측과 통하여지도록 분리박스(110)의 내부에 회전 가능하게 설치된 회전 격벽(210); 및
   상기 검출센서(120)의 검출값을 입력받아 상기 회전 격벽(210)이 회전되도록 구동모터(200)를 작동시키는 제어부(150)를 포함함을 특징으로 하는 대량 하수처리를 위한 하수처리 장치.

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