KR102484090B1 - 오존을 이용한 축산폐수의 처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오존을 이용한 축산폐수의 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고농도의 유기성 폐기물인 축산폐수를 오존 산화를 이용하여 효과적으로 처리할 수 있는 축산폐수의 처리장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 오존을 이용한 축산폐수의 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고농도의 유기성 폐기물인 축산폐수를 오존 산화를 이용하여 효과적으로 처리할 수 있는 축산폐수의 처리장치에 관한 것이다.
축산농가에서 배출되는 축산 분뇨는 일반적으로 가축의 대사작용 중 발생하는 고체액체성 물질로 BOD 2만 ~ 3만ppm 정도의 고농도 유기물질이다. 이러한 축산 분뇨는 관리 및 활용의 정도에 따라 자연 및 인간에 득과 실이 될 수 있는 물질로서, 축산분뇨는 오수분뇨 및 축산폐수의 처리에 관한 법률에 의해 축산폐수로 규정하고 있다.
축산 폐수는 고농도의 유기물로 이루어져 있어 별도의 처리과정을 거치지 않고 방류하게 되면 하천과 호수를 오염시키게 된다. 특히 질소와 인이 다량 함유되어 수계에 부영양화를 초래하여 음용수뿐만 아니라 농업용수 등 하천수의 이용을 불가능하게 만든다.
따라서 축산 폐수는 통상적으로 생물학적 방법에 의해 수처리 후 방류하고 있다. 하지만 생물학적 방법에 의한 수처리는 생화학적 산소요구량(BOD)이나 부유물질(SS)은 용이하게 낮출 수 있는 반면에 총질소나 총인의 저감은 어렵다는 문제가 있다. 또한, 방류수가 진한 갈색이어서 하천을 혼탁하게 한다. 축산폐수를 정화처리하는 축산농가는 항상 정화처리 중에 방류수를 수시로 확인해야되는 불편함과 번거러움이 있고, 종래에 실시하고 있는 축산폐수에 대한 정화처리는 어느 정도 효율성에 한계가 있다.
이에 따라 오존의 높은 산화력을 이용하여 축산 폐수 중의 색도 제거를 위한 탈색 시스템이 대한민국 등록특허 제10-0450588호에 개시되어 있다.
상기 탈색 시스템은 오존발생기와, 오존발생기와 연결되고 오존의 접촉시간을 길게 해주기 위하여 4개로 구성된 오존처리조와, 오존처리조의 각 내부에 형성되어 처리수를 회전시키고 오존을 접촉시키기 위해 작동되는 수중펌프와, 오존처리조에서 축산폐수를 처리한 후에 축산폐수중의 잔류오존을 배출시키기 위한 폭기조와, 폭기조의 배출쪽에 구비되어 고형물을 침전시키기 위한 침전조와, 침전조의 배출쪽에 구비되어 방류수를 용이하게 방류시키기 위한 방류조로 구성된다.
상기 탈색 시스템은 수중펌프를 이용하여 폐수와 오존을 접촉시키는 구조여서 접촉효율이 낮다. 또한, 오존의 사용시 발생되는 배오존을 바로 대기 중으로 배출시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 축산폐수와 오존의 접촉효율을 높여 수처리 효과를 향상시킬 수 있으면서 배오존의 배출을 최소화시킬 수 있는 축산폐수의 처리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 오존을 이용한 축산폐수의 처리장치는 축산폐수가 수용되는 처리조와; 상기 처리조의 내부를 제 1체류공간, 제 2체류공간, 제 3체류공간으로 구획할 수 있도록 상기 처리조의 내부에 설치되는 제 1 및 제 2격벽과; 상기 제 1체류공간의 축산폐수가 제 1수위에 도달하면 상기 제 2체류공간으로 유입될 수 있도록 상기 제 1체류공간과 상기 제 2체류공간을 구획하는 상기 제 1격벽에 설치되는 연결관과; 상기 제 2체류공간의 축산폐수가 상기 제 1수위보다 낮은 제 2수위에 도달하면 상기 제 3체류공간으로 유입될 수 있도록 상기 제 2체류공간과 상기 제 3체류공간을 구획하는 상기 제 2격벽에 형성된 월류홀과; 상기 제 1체류공간의 축산폐수에 오존을 접촉시켜 축산폐수 중의 유기물을 분해시키기 위한 산화처리수단과; 상기 제 3체류공간의 축산폐수를 상기 제 1체류공간으로 유입시키기 위한 반송부;를 구비한다.
상기 산화처리수단은 상기 제 1체류공간에 설치되는 제 1수중펌프와, 상기 제 1수중펌프와 제 1순환관으로 연결되는 벤츄리부와, 상기 벤츄리부와 제 2순환관으로 연결되어 상기 제 1체류공간에 설치되며 오존버블수를 생성하기 위한 산기유니트와, 상기 벤츄리부로 오존을 공급하기 위한 오존공급부를 구비한다.
상기 벤츄리부는 상기 오존공급부와 연결되어 내부로 오존이 주입되는 원통형의 케이싱과, 상기 케이싱의 하부에 설치되어 하방으로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지며 상기 제 2순환관과 연결되는 축관부와, 상기 제 1순환관과 연결되어 상기 케이싱의 측면을 관통하여 상기 케이싱 내부로 삽입되며 상기 축관부를 향해 굽어지게 형성된 곡관부를 구비한다.
상기 산기유니트는 상하로 관통된 중공을 갖는 관형상의 메인 바디와, 상기 메인 바디에 설치되어 상기 메인바디 내부로 유체가 공급될 수 있도록 상기 제 2순환관과 연결되는 유체공급관과, 상기 유체공급관을 통해 공급된 유체를 간섭하여 선회류를 유도할 수 있게 상기 메인 바디의 내주면을 따라 판형상의 띠 형태로 나선 궤도를 갖게 연장된 선회 유도판과, 상기 선회 유도판보다 상부에 상기 메인 바디의 내주면을 따라 상호 이격되어 배치되되 상기 메인 바디의 중앙을 향해 돌출되어 상기 선회 유도판을 거치면서 상승하는 유체를 간섭하여 미세화시키는 분쇄판들이 마련된 분쇄부와, 상기 메인 바디의 상단으로부터 상방으로 이격되게 배치되며 상기 메인바디의 외경보다 확장된 외경을 갖는 커버판과, 상기 커버판을 상기 메인 바디에 대해 이격되게 지지하는 적어도 하나의 지지편을 구비한다.
상기 제 3체류공간의 배오존을 상기 제 1체류공간의 축산폐수 중으로 유입시키는 배오존처리부;를 더 구비한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 축산폐수 중에 미세한 오존버블을 형성시킴으로써 오존과 축산폐수의 접촉효율을 높여 수처리 효과를 향상시킬 수 있다. 이에 따라 방류수의 색도를 크게 낮출 수 있음과 동시에 탈취 및 살균이 가능하다.
또한, 본 발명은 오존이 용해된 축산폐수에서 발생되는 배오존을 다시 축산폐수에 주입하는 순환방식을 적용함으로써 배오존의 대기 배출에 의한 문제점을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 축산폐수의 처리장치의 구성을 개략적으로 나타낸 정단면도이고,
도 1는 도 1의 개략적인 평면도이고,
도 3은 도 1에 적용된 제 3체류공간을 측면에서 나타낸 측단면도이고,
도 4는 도 1에 적용된 벤츄리부의 단면도이고,
도 5는 도 1에 적용된 산기유니트의 절개 사시도이고,
도 6은 도 5의 단면도이고,
도 7은 본 발명의 일 예에 따른 축산폐수의 처리장치의 구성을 개략적으로 나타낸 정단면도이고,
도 8은 도 7에 적용된 기액접촉유닛의 단면도이고,
도 9는 도 7의 분리 사시도이고,
도 10은 도 8에 적용된 폴링의 사시도이다.
도 1는 도 1의 개략적인 평면도이고,
도 3은 도 1에 적용된 제 3체류공간을 측면에서 나타낸 측단면도이고,
도 4는 도 1에 적용된 벤츄리부의 단면도이고,
도 5는 도 1에 적용된 산기유니트의 절개 사시도이고,
도 6은 도 5의 단면도이고,
도 7은 본 발명의 일 예에 따른 축산폐수의 처리장치의 구성을 개략적으로 나타낸 정단면도이고,
도 8은 도 7에 적용된 기액접촉유닛의 단면도이고,
도 9는 도 7의 분리 사시도이고,
도 10은 도 8에 적용된 폴링의 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오존을 이용한 축산폐수의 처리장치에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 오존을 이용한 축산폐수의 처리장치는 축산폐수가 수용되는 처리조(10)와, 처리조(10)의 내부를 제 1체류공간(15) 및 제 2체류공간(17)과 제 3체류공간(19)으로 구획할 수 있도록 처리조(10)의 내부에 설치되는 제 1 및 제 2격벽(11)(13)과, 제 1체류공간(15)의 축산폐수가 제 1수위에 도달하면 제 2체류공간(17)으로 유입될 수 있도록 제 1체류공간(15)과 제 2체류공간(17)을 구획하는 제 1격벽(11)에 설치되는 연결관(12)과, 제 2체류공간(17)의 축산폐수가 제 1수위보다 낮은 제 2수위에 도달하면 제 3체류공간(19)으로 유입될 수 있도록 제 2체류공간(17)과 제 3체류공간(19)을 구획하는 제 2격벽(13)에 형성된 월류홀(14)과, 제 1체류공간(15)의 축산폐수에 오존을 접촉시켜 축산폐수 중의 유기물을 분해시키기 위한 산화처리수단과, 제 3체류공간(19)의 축산폐수를 제 1체류공간(15)으로 유입시키기 위한 반송부를 구비한다.
처리조(10)는 사각의 통 구조로 이루어진다. 처리조(10)는 금속 또는 합성수지 또는 콘크리트 소재로 형성될 수 있다.
처리조(10)의 내부에는 축산폐수가 일정량 수용된다. 축산폐수(10)는 폐수공급관(1)을 통해 처리조(10)의 내부로 유입된다. 그리고 수처리된 축산폐수는 방류관(3)을 통해 외부로 방류된다.
처리조(10)의 내부에는 제 1격벽(11)과 제 2격벽(13)이 설치된다. 제 1 및 제 2격벽(11)(13)은 처리조(10)의 내부를 가로지르도록 형성된다. 제 1격벽(11)과 제 2격벽(13)은 이격되어 배치된다. 이러한 제 1 및 제 2격벽(11)(13)에 의해 처리조(10)의 내부는 3개의 공간으로 구획된다. 즉, 제 1격벽(11)에 의해 제 1체류공간(15)과 제 2체류공간(17)이 구획되고, 제 2격벽(13)에 의해 제 2체류공간(17)과 제 3체류공간(19)이 구획된다.
제 1격벽(11)에는 연결관(12)이 설치된다. 제 1체류공간(15)의 축산폐수는 연결관(12)을 통해 제 2체류공간(17)으로 유입된다. 연결관(12)은 제 1체류공간(15)의 상부에서 제 1격벽(11)을 관통하여 제 2체류공간(17)의 하부로 연장된다. 이러한 연결관(12)은 ㄱ자 형태로 굽어지게 형성된다.
연결관(12)의 입구는 제 1체류공간(15)을 향하고, 연결관(12)의 출구는 제 2체류공간(17)의 축산폐수 중에 잠긴다. 연결관(12)의 입구는 제 1격벽(11)의 일정높이에 위치한다. 따라서 제 1체류공간(15)의 축산폐수는 연결관(12)의 입구 높이 즉, 제 1수위에 도달하여야 제 2체류공간(17)으로 유입될 수 있다.
월류홀(14)은 제 2격벽(13)에 형성된다. 제 2체류공간(17)의 축산폐수는 월류홀(14)을 통해 제 3체류공간(19)으로 유입된다. 월류홀(14)은 직사각형으로 형성될 수 있다. 월류홀(14)은 연결관(12)의 입구보다 낮은 위치에 형성된다. 월류홀(14)의 높이가 제 2수위이다. 따라서 제 2수위는 제 1수위보다 낮다. 제 2체류공간(17)의 축산폐수는 제 2수위에 도달하면 월류홀(14)을 통해 제 3체류공간(19)으로 유입될 수 있다.
폐수공급관(1)을 통해 축산폐수가 처리조(10)의 제 1체류공간(15)으로 공급되어 제 1체류공간(15)의 수위가 연결관(12)의 입구에 도달하면 축산폐수는 연결관(12)을 통해 제 2체류공간(17)으로 유입된다. 제 2체류공간(17)으로 축산폐수가 유입되면 제 2체류공간(17)의 수위가 상승하고, 제 2체류공간(17)의 수위가 월류홀에 도달하면 축산폐수는 월류홀(14)을 통해 제 3체류공간(19)으로 유입된다.
처리조(10)의 수위를 조절하기 위해 처리조(10)에는 수위센서(20)가 설치된다. 도시된 예에서는 수위센서(20)는 제 3체류공간(19)에 설치되어 제 3체류공간(19)의 고수위와 저수위를 감지한다. 수위센서(20)는 고수위용 전극봉(21), 저수위용 전극봉(22), 접지용 전극봉(23)으로 이루어진다. 고수위용 전극봉(21)의 하단의 높이가 고수위이고, 저수위용 전극봉(22)의 하단의 높이가 저수위이다.
폐수공급관(1)을 통해 축산폐수를 처리조(10)로 공급시, 제 3체류공간(19)의 수위가 점차 상승하여 고수위용 전극봉(21)의 하단에 접촉되면 제 3체류공간(19)의 고수위를 감지할 수 있다. 고수위가 감지되면 폐수공급관(1)에 설치된 밸브를 잠가 축산폐수의 공급을 중단시킨다.
그리고 방류관(3)을 통해 수처리된 축산폐수를 외부로 방류시, 제 3체류공간(19)의 수위가 점차 하강하여 저수위용 전극봉(22)의 하단에서 벗어나면 제 3체류공간(19)의 저수위를 감지할 수 있다. 저수위가 감지되면 방류관(3)에 설치된 밸브를 잠가 방류를 중단시킨다.
산화처리수단은 제 1체류공간(15)의 축산폐수에 오존을 접촉시켜 축산폐수 중의 유기물을 분해시킨다.
오존은 산화력이 염소에 비해 약 7배 정도 강하고, 그 살균력이 우수할 뿐만 아니라 생물학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소요구량(COD), 페놀, 색소 등의 유기물 제거효과가 뛰어나다. 이러한 특성을 갖는 오존은 생물반응공정만으로 처리가 어려운 난분해성 유기물과 무기물 등과 같은 각종 오염물질을 처리함으로써 방류수의 수질을 높일 수 있다.
도시된 산화처리수단은 제 1체류공간(15)에 설치되는 제 1수중펌프(61)와, 제 1수중펌프(61)와 제 1순환관(63)으로 연결되는 벤츄리부(80)와, 벤츄리부(80)와 제 2순환관(65)으로 연결되어 제 1체류공간(15)에 설치되는 산기유니트(200)와, 벤츄리부(80)로 오존을 공급하기 위한 오존공급부를 구비한다.
제 1수중펌프(61)는 제 1순환관(63)을 통해 제 1체류공간(15)의 축산폐수를 벤츄리부(80)로 경유시킨다. 제 1순환관(63)은 제 1수중펌프(61)와 연결되어 처리조(10)의 외부로 연장된다. 처리조(10)의 외부로 연장된 제 1순환관(63)은 벤츄리부(80)에 연결된다. 제 1순환관(63)에는 유로를 개폐하기 위한 밸브가 설치된다.
벤츄리부(80)는 오존공급부와 연결되어 내부로 오존이 주입되는 원통형의 케이싱(81)과, 케이싱(81)의 하부에 설치되어 하방으로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지며 제 2순환관(65)과 연결되는 축관부(83)와, 제 1순환관(63)과 연결되어 케이싱의 측면을 관통하여 케이싱(81) 내부로 삽입되는 곡관부(85)를 구비한다.
케이싱(81)은 상부는 막혀있고 하부는 개방된 원통형 구조로 이루어진다. 케이싱(81)은 처리조(10)의 상판을 관통하도록 설치된다.
케이싱(81)의 내부에는 오존공급부에서 공급되는 오존이 주입된다. 오존공급부는 오존발생기(35)와, 오존발생기(35)와 케이싱(81)을 연결하는 오존주입관(36)으로 이루어진다. 오존주입관(36)은 케이싱(81)의 상부에 연결된다. 오존주입관(36)에는 유로를 개폐하는 밸브가 설치된다. 오존주입관(36)을 통해 케이싱(81) 내부로 오존이 공급된다.
축관부(83)는 케이싱(81)의 하부에 일정 길이 연장되어 형성된다. 축관부(83)는 상부는 넓고 하부는 좁게 형성된다. 이러한 축관부(83)는 하방으로 갈수록 외경 및 내경이 점진적으로 작아진다. 축관부(83)의 하부에는 제 2순환관(65)이 연결된다.
곡관부(85)는 제 1순환관(63)과 연결되어 케이싱(81)의 측면을 관통한다. 곡관부(85)는 ㄱ자 형태로 굽어지게 형성된다. 굽어진 곡관부(85)의 단부는 축관부(83)의 내측에 위치한다.
제 1순환펌프(61)가 작동하면 축산폐수는 곡관부(85)로 유입되어 축관부(83)의 내측으로 분출된다. 곡관부(85)에서 배출되는 축산폐수는 직경이 축소되는 축관부(83)를 통과하면서 속도와 압력이 변한다. 이에 따라 케이싱(81)의 내부의 압력이 낮아지면서 오존주입관(36)을 통해 공급되는 오존을 강하게 흡입한다. 케이싱(81)의 내부로 흡입된 오존은 축산폐수와 혼합된 상태로 제 2순환관(65)으로 유입된다.
축관부(83)와 연결된 제 2순환관(65)은 산기유니트(200)와 연결된다. 산기유니트(200)는 제 1체류공간(15)에 설치되어 축산폐수 중에 잠겨 있다. 산기유니트(200)는 제 2순환관(65)을 통해 유입되는 오존과 축산폐수를 접촉 및 혼합시켜 미세한 오존버블을 생성시키고, 생성시킨 오존버블을 제 1체류공간(15)의 축산폐수 중으로 분출한다.
도시된 산기유니트는 메인 바디(210), 유체공급관(221), 선회 유도판(230), 제1 및 제2 분쇄부(240)(250), 커버판(260), 지지편(270) 및 지지다리(280)를 구비한다.
메인바디(210)는 상하로 관통된 중공을 갖는 관형상으로 형성되어 있다.
유체공급관(221)은 메인바디의 하부측에 설치된다. 유체공급관(221)은 메인 바디(210)에 대해 호형으로 굴곡지게 접속되어 메인 바디(21) 내부로 일정길이 진입된 제1부분(221a)과, 제1부분(221a)의 상단으로부터 수직상으로 연장되되 메인 바디(210)의 상단 보다는 높이가 낮게 연장되는 제2부분(221b)을 갖는 구조로 되어 있다.
제1부분(221a)의 메인 바디(21) 내부로 일정길이 진입된 부분은 메인 바디(210)의 외주면으로부터 중공의 반경반향과 일정각도 어긋난 방향을 따라 연장되어 유입된 유체가 메인 바디(210)의 내주면을 따라 선회하도록 되어 있다.
제2부분(221b)과 제 2순환관(65)은 나사결합에 의해 상호 결합되어 있다.
지지링(227)은 메인바디(210)의 외측면에 제 2순환관(65)이 관통삽입될 수 있게 링 형태로 형성되어 제 2순환관(65)을 구속상태로 지지한다. 지지링(227)은 2개 이상이 수직상으로 이격되게 형성될 수 있음은 물론이다.
선회 유도판(230)은 제 2순환관(65)을 통해 공급되는 유체, 즉 오존이 혼합된 축산폐수를 간섭하여 선회류를 유도할 수 있게 메인 바디(210)의 내주면을 따라 판형상의 띠 형태로 나선 궤도를 갖게 연장되어 있다. 선회 유도판(230)의 폭은 메인 바디(210)의 반경보다는 짧게 적용한다. 또한, 선회 유도판(230)은 메인 바디(210) 내부로 진입된 제1부분(221a)의 종단 보다 낮은 위치에서 시작하여 상하에서 포위할 수 있도록 상방으로 나선상으로 선회되게 결합되어 있다.
한편, 도시되지 않았지만 선회 유도판(230)은 상면과 하면에서 돌출되는 돌출리브가 각각 형성될 수 있다. 돌출리브는 선회 유도판(230)의 폭을 가로지르는 방향으로 형성된다. 이러한 돌출리브는 선회유도판(230)의 일단부에서 타단부까지 일정 간격으로 형성된다. 선회 유도판(230)의 상면과 하면에 형성된 돌출리브는 선회 유도판(230)을 따라 선회하는 유체에 와류 흐름을 형성하는 역할을 한다. 선회 유도판(230)의 상면에 형성된 돌출리브와 하면에 형성된 돌출리브는 패턴이 서로 다른 것이 바람직하다. 가령, 선회 유도판(230)의 상면에 형성된 돌출리브는 단면에 사각으로 형성되고, 선회유도판(230)의 하면에 형성된 돌출리브는 단면이 삼각으로 형성될 수 있다. 이는 선회유도판(230)의 상면에서의 마찰저항과 하면에서의 마찰저항을 다르게 하여 선회유도판(230)의 주위에서 와류 형성을 더욱 촉진시키기 위함이다.
제1분쇄부(240)는 선회 유도판(230)보다 상부에 메인 바디(210)의 내주면을 따라 상호 이격되어 배치되되 메인 바디(210)의 중앙을 향해 돌출된 제1분쇄판(241)으로 구축되어 선회 유도판(230)을 거치면서 상승하는 유체를 간섭하여 미세화한다.
제1분쇄판(241)들은 메인 바디(210)의 내주면에 수직선을 기준으로 경사지게 판형으로 연장되게 메인 바디(210)에 접합되어 중앙을 향해 돌출되며 내주방향을 따라 상호 이격되어 배치되어 있다. 여기서 수직선은 메인바디(210)의 연장방향과 나란한 방향을 말하고, 제1분쇄판(241)의 메인 바디(210)에 접합된 접합선과 수직선과의 사이각이 45도 이상으로 커지면 유체 흐름 저항이 커질 수 있어 45도 이하에서 적절하게 적용하면 된다.
제2분쇄부(250)는 제1분쇄부(240)보다 상부에서 메인 바디(210)의 내주면에 수직선을 기준으로 경사지게 판형으로 연장되되 제1분쇄판(241)에 대해 내주방향을 따라 수직상으로 어긋나는 위치에 제2분쇄판(251)들이 상호 이격되게 배치된 구조로 되어 있다. 여기서, 제2분쇄판(251)은 제1분쇄판(241)과 동일 구조로 형성되되 메인바디(210)의 내주면에 대해 제1분쇄판(241)과 내주방향을 따라 수직상으로 엇갈리는 위치에 배치되어 있다.
이러한 제1 및 제2분쇄부(240)(250)는 선회류를 따라 선회되면서 상승되는 축산폐수 중의 오존을 미세하게 분쇄하여 마이크로미터 또는 나노미터 크기의 오존버블을 생성시킴과 동시에 축산폐수와 함께 상승되는 이물질 또는 침전물도 미세하게 분쇄한다.
커버판(260)은 메인 바디(210)의 상단으로부터 상방으로 이격되게 배치되며 메인바디(210)의 외경보다 확장된 외경을 갖게 원판형태로 형성된 것이 적용되어 있다. 이러한 커버판(260)은 침강되는 침전물을 메인바디(210) 내부로의 진입하는 것을 차단시킴과 아울러 제1 및 제2분쇄부(240)(250)를 거쳐 상승되는 오존버블을 간섭하여 확산시키는 기능도 한다.
지지편(270)은 커버판(260)을 메인 바디(210)에 대해 이격되게 지지하고 도시된 예에서는 3개가 상호 이격되게 적용되어 있다. 지지다리(280)는 메인 바디(210)로부터 하방으로 연장되어 메인 바디(210)의 저면을 지면 즉, 바닥판(112)에 대해 이격시키며 도시된 예에서는 3개가 상호 이격되게 적용되어 있다.
상술한 산기 유니트(200)는 제 2순환관을 통해 공급되는 유체를 메이 바디 내에서 상승시키면서 선회시키고, 이러한 상승 선회류에 의해 지지다리(280)와의 사이 공간에 침전된 침전물 및 유체도 함께 상승시켜 분해효율을 향상시키며, 제1 및 제2분쇄부(240)(250)에 의한 오존버블의 미세화에 의해 접촉효율을 높여 산화분해 능력을 증가시킨다.
반송부는 제 3체류공간(19)의 축산폐수를 제 1체류공간(15)으로 유입시킨다.
반송부는 제 3체류공간(19)에 설치되는 제 2수중펌프(90)와, 제 2수중펌프(90)와 제 1순환관(63)을 연결하는 반송관(91)을 구비한다. 반송관(91)에는 유로를 개폐하기 위한 밸브가 설치된다. 제 2수중펌프(90)가 작동하면 제 3체류공간(19)의 축산폐수는 제 1순환관(63)으로 유입되어 벤츄리부(80)를 통과하고, 벤츄리부(80)를 통과한 축산폐수는 산기유니트(200)를 통해 제 1체류공간(15)으로 유입된다.
상술한 반송부에 의해 제 3체류공간의 축산폐수(19)를 다시 오존과 2차로 접촉시키므로 수처리 효과를 더 높일 수 있다.
배오존처리부는 제 3체류공간(19)의 배오존을 제 1체류공간(15)의 축산폐수 중으로 유입시켜 배오존을 처리하는 역할을 한다. 수처리과정에서 축산폐수에 혼합된 오존은 시간이 지나면서 축산폐수로부터 분리된다. 따라서 제 3체류공간(19)의 상층에는 배오존이 모인다. 이러한 배오존은 배오존처리부를 통해 제 3체류공간(19)에서 배출시킨 후 제 1체류공간(15)의 축산폐수 중으로 재유입시킨다.
배오존처리부는 제 3체류공간(19)과 오존주입관(36)을 연결하는 배오존흡입관(93)으로 이루어진다. 배오존흡입관(93)에는 유로를 개폐하기 위한 밸브가 설치된다. 밸브가 개방되며 벤츄리부(80)의 케이싱(82)에서 발생되는 부압에 의해 제 3체류공간(19)의 배오존은 케이싱(81)으로 흡입된다. 이때 제 2체류공간(17)과 제 3채류공간(19)은 월류홀(14)에 의해 연통되어 있으므로 제 3체류공간(19)의 상층에 위치하는 배오존까지 케이싱(81)으로 흡입된다.
이와 같이 본 발명은 축산폐수에서 발생되는 배오존을 다시 축산폐수에 주입하는 순환방식을 적용함으로써 배오존의 대기 배출에 의한 문제점을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명은 도 2에 잘 나타난 바와 같이 제 1수중펌프(61)는 2개가 제 1체류공간(15)에 설치될 수 있다. 이 경우 벤츄리부(80) 및 산기유니트(200), 오존공급부 역시 2개가 각각 설치된다. 2개의 제 1수중펌프(61)는 동시에 작동하거나 교대로 작동하거나 어느 하나만 선택적으로 작동할 수 있다.
또한, 제 2수중펌프(90)와 연결된 반송관(91) 역시 2개로 분기되고, 이 중 어느 하나의 반송관(91)은 어느 하나의 제 1수중펌프(61)와 연결된 제 1순환관(63)으로 연장된다. 그리고 다른 하나의 반송관(91)은 다른 하나의 제 1수중펌프(61)와 연결된 제 2순환관(63)으로 연장된다.
본 발명의 다른 예에 따른 오존을 이용한 축산폐수의 처리장치를 도 7 내지 도 10에 도시하고 있다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 축산폐수가 수용되는 처리조(10)와, 처리조(10)의 내부를 제 1체류공간(15) 및 제 2체류공간(17)과 제 3체류공간(19)으로 구획할 수 있도록 처리조(10)의 내부에 설치되는 제 1 및 제 2격벽(11)(13)과, 제 1체류공간(15)의 축산폐수가 제 1수위에 도달하면 제 2체류공간(17)으로 유입될 수 있도록 제 1체류공간(15)과 제 2체류공간(17)을 구획하는 제 1격벽(11)에 설치되는 연결관(12)과, 제 2체류공간(17)의 축산폐수가 제 1수위보다 낮은 제 2수위에 도달하면 제 3체류공간(19)으로 유입될 수 있도록 제 2체류공간(17)과 제 3체류공간(19)을 구획하는 제 2격벽(13)에 형성된 월류홀(14)과, 제 1체류공간(15)의 축산폐수에 오존을 접촉시켜 축산폐수 중의 유기물을 분해시키기 위한 산화처리수단과, 제 3체류공간(19)의 축산폐수를 제 1체류공간(15)으로 유입시키기 위한 반송부를 구비한다.
처리조(10), 제 1 및 제 2격벽(11)(13), 연결관(12), 월류홀(14)은 도 1과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
산화처리수단은 제 1체류공간(15)의 축산폐수에 오존을 접촉시켜 축산폐수 중의 유기물을 분해시킨다.
도시된 산화처리수단은 제 1체류공간(15)과 제 1순환관(31)으로 연결되는 제 1펌프(32)와, 제 1펌프(32)와 제 2순환관(33)으로 연결되어 내부로 축산폐수가 유입되는 기액접촉유닛(40)과, 제 2순환관(33)으로 오존을 공급하기 위한 오존공급부와, 기액접촉유닛(40)과 제 3순환관(34)으로 연결되어 제 1체류공간(15)에 설치되며 기액접촉유닛(40)으로부터 배출되는 축산폐수 중에 오존버블을 생성하여 제 1체류공간(15)의 축산폐수 중으로 분출하는 제 1산기유니트(200)을 구비한다.
제 1펌프(32)는 제 1체류공간(15)의 축산폐수를 외부로 순환시키면서 기액접촉유닛(40)을 경유시킨다.
제 1펌프(32)의 흡입구는 제 1순환관(31)에 의해 제 1체류공간(15)과 연결된다. 그리고 제 1펌프(32)의 토출구는 제 2순환관(33)에 의해 기액접촉유닛(40)과 연결된다.
오존공급부는 제 2순환관(33)을 통과하는 축산폐수 중으로 오존을 공급하는 역할을 한다. 오존공급부는 오존발생기(35)와, 오존발생기(35)와 제 2순환관(33)을 연결하는 오존주입관(36)으로 이루어진다.
오존과 축산폐수는 기액접촉유닛(40)으로 유입된다. 기액접촉유닛(40)에서 오존과 축산폐수가 혼합된다.
기액접촉유닛(40)은 제 2순환관(33)이 하부에 연결되고 제 3순환관(34)이 상부에 연결되는 하우징(41)과, 하우징(41)의 상부에 결합되는 커버(43)와, 하우징(41)의 내부에 상하로 길게 형성된 지지봉(44)과, 지지봉(44)에 일정 간격으로 설치되며 하우징(41)으로 유입된 축산폐수가 통과할 수 있는 카트리지들(45)과, 카트리지들(45)의 내부에 채워지는 폴링(47)을 구비한다.
하우징(41)은 상부가 개방된 원통형 구조로 이루어진다. 하우징(41)은 상하로 길게 형성된다. 하우징(41)의 하부에는 지지다리(42)가 다수 설치된다.
하우징(41)의 상부에는 커버(43)가 플랜지에 의해 결합된다. 커버(43)는 상부로 볼록한 돔 형태로 이루어진다. 커버(43)는 하우징(41)의 상부에 탈부착이 가능하도록 결합된다.
지지봉(44)은 하우징(41)의 내부에 설치된다. 하우징(41)은 지지봉(44)의 중심에 위치한다. 지지봉(44)은 다수의 카트리지들(45)을 지지하는 역할을 한다.
카트리지(45)는 지지봉(44)에 일정 간격으로 다수가 설치된다. 도시된 예에서 3개의 카트리지(45)가 상하로 이격되어 설치된다. 카트리지(45)는 축산폐수가 통과할 수 있도록 금속망체를 원통형으로 만든 구조이다.
카트리지(45)의 내부에는 다수의 폴링(pall ring)이 채워진다. 폴링(47)은 공극률과 비표면적이 큰 충진물로서, 오존과 축산폐수의 접촉효율을 높인다. 폴링(47)은 금속 또는 합성수지 소재로 형성될 수 있다. 폴링(47)은 도시된 것 외에도 다양한 형상과 크기로 형성될 수 있음은 물론이다.
상술한 기액접촉유닛(40)을 통해 본 발명은 오존과 축산폐수의 접촉효율을 높여 수처리 효과를 향상시킬 수 있다. 이에 따라 방류수의 색도를 크게 낮출 수 있음과 동시에 탈취 및 살균이 가능하다.
기액접촉유닛(40)에서 배출되는 축산폐수는 제 3순환관(34)을 통해 제 1산기유니트(200)로 유입된다.
제 1산기유니트(200)는 제 1체류공간(15)에 설치되어 축산폐수 중에 잠긴다. 제 1산기유니트(200)는 기액접촉유닛(40)에서 혼합된 오존과 축산폐수를 제 1체류공간(15)의 축산폐수 중에 분출시킨다.
제 1산기유니트(200)는 도 5의 산기유니트와 동일한 구조로 이루어진다. 제 3순환관(34)이 제 1산기유니트의 유체공급관과 연결된다.
반송부는 제 3체류공간(19)과 제 1처리관(71)으로 연결되는 제 2펌프(73)와, 제 2펌프(73)와 제 2처리관(75)으로 연결되어 제 1체류공간(15)에 설치되며 제 3체류공간(19)으로부터 배출되는 축산폐수를 제 1체류공간(15)의 축산폐수 중으로 분출하여 혼합시키는 제 2산기유니트(300)를 구비한다.
제 2펌프(73)의 흡입구는 제 1처리관(71)과 연결된다. 그리고 제 2펌프(73)의 토출구는 제 2처리관(75)과 연결된다. 제 2처리관(75)은 제 1체류공간(15)으로 연장된다.
제 2처리관(75)과 연결되어 제 1체류공간(15)에 설치되는 제 2산기유니트(300)는 상술한 제 1산기유니트(200)와 구조가 동일하다.
배오존처리부는 제 2처리관(75)에 설치되어 제 2처리관(75)을 통과하는 축산폐수의 압력을 변화시키기 위한 벤츄리부(77)와, 벤츄리부(77)와 제 3체류공간(19)을 연결하여 제 3체류공간(19)의 상부에 위치하는 배오존을 흡입하기 위한 배오존흡입관(79)을 구비한다.
벤츄리부(77)는 내경이 넓어졌다 좁아지는 구조로 이루어진다. 축산폐수가 벤츄리부(77)의 통과시 축산폐수는 속도가 빨라지면서 압력이 낮아지고, 이에 따라 배오존흡입관(79)을 통해 배오존을 강하게 흡입할 수 있다.
이상, 본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적인 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 처리조 11: 제 1격벽
12: 연결관 14: 월류홀
13: 제 2격벽 15: 제 1체류공간
17: 제 2체류공간 19: 제 3체류공간
35: 오존발생기 40: 기액접촉유닛
60: 제 1분출유닛 77: 벤츄리부
80: 제 2분출유닛
12: 연결관 14: 월류홀
13: 제 2격벽 15: 제 1체류공간
17: 제 2체류공간 19: 제 3체류공간
35: 오존발생기 40: 기액접촉유닛
60: 제 1분출유닛 77: 벤츄리부
80: 제 2분출유닛
Claims (5)
- 축산폐수가 수용되는 처리조와;
상기 처리조의 내부를 제 1체류공간, 제 2체류공간, 제 3체류공간으로 구획할 수 있도록 상기 처리조의 내부에 설치되는 제 1 및 제 2격벽과;
상기 제 1체류공간의 축산폐수가 제 1수위에 도달하면 상기 제 2체류공간으로 유입될 수 있도록 상기 제 1체류공간과 상기 제 2체류공간을 구획하는 상기 제 1격벽에 설치되는 연결관과;
상기 제 2체류공간의 축산폐수가 상기 제 1수위보다 낮은 제 2수위에 도달하면 상기 제 3체류공간으로 유입될 수 있도록 상기 제 2체류공간과 상기 제 3체류공간을 구획하는 상기 제 2격벽에 형성된 월류홀과;
상기 제 1체류공간의 축산폐수에 오존을 접촉시켜 축산폐수 중의 유기물을 분해시키기 위한 산화처리수단과;
상기 제 3체류공간의 축산폐수를 상기 제 1체류공간으로 유입시키기 위한 반송부;를 구비하고,
상기 산화처리수단은 상기 제 1체류공간에 설치되는 제 1수중펌프와, 상기 제 1수중펌프와 제 1순환관으로 연결되는 벤츄리부와, 상기 벤츄리부와 제 2순환관으로 연결되어 상기 제 1체류공간에 설치되며 오존버블을 생성하기 위한 산기유니트와, 상기 벤츄리부로 오존을 공급하기 위한 오존공급부를 구비하며,
상기 산기유니트는 상하로 관통된 중공을 갖는 관형상의 메인 바디와, 상기 메인 바디에 설치되어 상기 메인바디 내부로 유체가 공급될 수 있도록 상기 제 2순환관과 연결되는 유체공급관과, 상기 유체공급관을 통해 공급된 유체를 간섭하여 선회류를 유도할 수 있게 상기 메인 바디의 내주면을 따라 판형상의 띠 형태로 나선 궤도를 갖게 연장된 선회 유도판과, 상기 선회 유도판보다 상부에 상기 메인 바디의 내주면을 따라 상호 이격되어 배치되되 상기 메인 바디의 중앙을 향해 돌출되어 상기 선회 유도판을 거치면서 상승하는 유체를 간섭하여 미세화시키는 제 1분쇄판들이 마련된 제 1분쇄부와, 상기 제1분쇄부보다 상부에서 상기 메인 바디의 내주면에 경사지게 판형으로 연장되되 상기 제1분쇄판에 대해 내주방향을 따라 수직상으로 어긋나는 위치에 제2분쇄판들이 상호 이격되게 배치된 제 2분쇄부와, 상기 메인 바디의 상단으로부터 상방으로 이격되게 배치되며 상기 메인바디의 외경보다 확장된 외경을 갖는 커버판과, 상기 커버판을 상기 메인 바디에 대해 이격되게 지지하는 적어도 하나의 지지편을 구비하고,
상기 유체공급관은 상기 메인 바디에 대해 호형으로 굴곡지게 접속되어 상기 메인 바디 내부로 일정길이 진입된 제1부분과, 상기 제1부분의 상단으로부터 수직상으로 연장되되 상기 메인 바디의 상단 보다는 높이가 낮게 연장되는 제2부분을 구비하며,
상기 제1부분의 상기 메인 바디 내부로 진입된 부분은 상기 메인 바디의 외주면으로부터 상기 중공의 반경반향과 일정각도 어긋난 방향을 따라 연장되어 유입된 유체가 상기 메인 바디의 내주면을 따라 선회하도록 되어 있고,
상기 선회 유도판은 상기 메인 바디 내부로 진입된 상기 제1부분의 종단 보다 낮은 위치에서 시작하여 상방으로 나선상으로 선회되게 결합되며,
상기 선회 유도판의 상면과 하면에는 폭을 가로지르는 방향으로 돌출리브가 일정간격으로 각각 형성되고,
상기 선회 유도판의 상면에 형성된 상기 돌출리브와 상기 선회 유도판의 하면에 형성된 상기 돌출리브는 단면의 패턴이 서로 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 축산폐수의 처리장치. - 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 벤츄리부는 상기 오존공급부와 연결되어 내부로 오존이 주입되는 원통형의 케이싱과, 상기 케이싱의 하부에 설치되어 하방으로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지며 상기 제 2순환관과 연결되는 축관부와, 상기 제 1순환관과 연결되어 상기 케이싱의 측면을 관통하여 상기 케이싱 내부로 삽입되며 상기 축관부를 향해 굽어지게 형성된 곡관부를 구비하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 축산폐수의 처리장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 제 3체류공간의 배오존을 상기 제 1체류공간의 축산폐수 중으로 유입시키는 배오존처리부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 축산폐수의 처리장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020220047684A KR102484090B1 (ko) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 오존을 이용한 축산폐수의 처리장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220047684A KR102484090B1 (ko) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 오존을 이용한 축산폐수의 처리장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102484090B1 true KR102484090B1 (ko) | 2023-01-04 |
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ID=84924961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220047684A KR102484090B1 (ko) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 오존을 이용한 축산폐수의 처리장치 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102484090B1 (ko) |
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| KR20010044325A (ko) * | 2001-02-07 | 2001-06-05 | 박연수 | 자외선과 오존을 이용한 고도산화처리에 의한 수처리장치 |
| KR100450588B1 (ko) | 2002-03-27 | 2004-09-30 | 주식회사 다인엔지니어링 | 오존을 이용한 축산폐수 방류수의 탈색 시스템 |
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-
2022
- 2022-04-18 KR KR1020220047684A patent/KR102484090B1/ko active IP Right Grant
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