KR19980703640A - 하수 처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액형 하수용 또는 액형 및 고형 하수용 처리 시스템에 관한 것이다. 시스템은 파이프, 도관 (10) 또는 트렌치내에 내장되고 지렁이 및 나방과 같은 하수 분해성 생물의 군집 및 그 위에 있는 공극을 갖는 하나 이상의 경사진 여과 베드 (12, 13, 14)로 이루어진다. 수성 매질 하수 유입구 (11)는 최상부 여과 베드 위의 상부 말단에 위치하고 고형 폐기물 유입구 (31)(포함된 경우)는 공정 흐름상 수성 매질 유입구의 뒤에 위치하므로 수성 매질은 고형 폐기물을 통해서 및 그 주위로 흐르게 된다. 여액 유출구 (28)는 시스템을 통한 흐름의 하류에 위치하고 고형물 제거를 위해 수동 또는 컨베이어 수단이 제공된다.

Description

하수 처리 시스템

통상적인 수성 매질 처리 시스템에 사용되는 수송 파이프 또는 수송관은 폐수 처리 시스템의 총 비용에서 실질적으로 큰 비중을 차지하고 있음에도 불구하고 파이프가 상기 임의의 처리의 효과를 나타내도록 특별히 설계되지 않았기 때문에, 결과적으로 처리 시스템에서 또는 처리 시스템으로 이어지는 대부분의 파이프내에서 달성되는 처리 효과가 매우 미미하다. 중앙 하수 처리 계획에서 수거 시스템은 처리 플랜트 설치 비용만큼의 비용이 들어갈 수 있다. 단독적으로 분리된 주거지를 위한 통상적인 부지내 처리 시스템에서, 직경 100mm 파이프의 10 내지 20m는 처리실로 유입되고, 또한 추가로 20 내지 30m가 처리실로부터 폐기/재생 영역으로 유입한다. 폐기 영역내에서는 추가로 20 내지 40m의 파이프가 트랜치(trench) 지지 물질, 응집 라이너(aggregate liner) 등과 함께 사용된다. 통상적으로 처리실은 처리시 충분한 보유시간을 제공하기 위해 비교적 크게 디자인한다. 통상적으로 수성 매질 처리시 충분한 보유시간을 제공하기 위해 유산소 및 무산소 처리 시스템 모두가 큰 부피 및 깊이를 가진다.

하수처리의 할당에 있어서 일반적인 망상 네트워크가 각각의 설치된 연결부에 비례하여 분담될 경우, 100mm 직경 파이프 60m보다 훨씬 많이 할당되어 있다.

수성 매질 파이프는 그 자체가 더욱 유용한 유산소 처리 시스템이어야 한다. 수성 매질 파이프는 대부분의 시간동안에 수성 매질 준위 이상의 이용가능한 통풍된 공극을 가지며, 일반적으로는 보이지 않고, 온도차가 아주 심하지 않은 지면 또는 건물내에 종종 설치된다.

고형 유기 폐기물을 분해하기 위한 베드(bed)를 사용하여 수성 매질을 여과하는 방법은 공지되어 있고 상업적으로 사용되고 있다. 상기 방법은 비교적 두께가 깊은 베드를 사용하여 여과를 수행한다. 또한 여과 베드(filter bed)에 다소 균등한 하중을 받게 하는 기법을 사용한다. 그 결과 다음과 같은 실행상의 문제점이 생겨났다.

1. 처리된 물의 유출구가 수성 매질 유입 파이프보다 휠씬 낮고, 이로 인해 지면이 평평한 지역 또는 지하수면이 높은 지역의 하수를 펌프질할 필요가 종종 있다.

2. 시스템으로부터 제거된 생-고형물이 연속적으로 재오염되고 병원체는 제거되기 전에 불활성화되지 않는다.

3. 베드가 높은 하중을 받고 있는 동안 수성 매질이 다른 어느 곳으로 유입할 수 없기 때문에 일시적으로 범람할 수도 있다.

4. 수평으로 배열된 긴 축을 갖는 처리실이 수직으로 배열된 처리실보다 넓은 표면적을 가진다.

발명의 목적

발명의 한 목적은 하수를 처리 시스템으로 전달하는 기능만을 갖는 파이프를 사용하지 않으려는 것이다.

발명의 다른 목적은 상기 언급한 하수 처리 시스템에 잔존하는 문제점을 해결하는 것이다.

발명의 요약

본 발명에 따라서, 살아있는 하수 분해성 생물 군집이 존재하는 경사진 여과 베드 및 그 위에 존재하는 공극, 상부 말단에서 여과 베드 위의 수성 하수 매질의 유입구, 여과된 수성 매질의 유출구 및 임의로 공정 흐름상 수성 매질 유입구의 앞에 위치한 고형 폐기물 유입 영역 및 고형물 제거를 위한 수단을 포함하는 폐쇄형 하수 처리 시스템이 제공된다.

따라서 본 발명은 수성 매질 정화 시스템과 수성 매질 및 고형 유기 폐기물 처리 시스템 모두에 관한 것이다. 명세서에 사용된 하수라는 용어는 하나 이상의 다른 입수 스트림을 언급할 수 있다.

본 발명은 인체 또는 환경에 유해하거나 유독한 성분을 제거하기 위한 수성 매질 및 고형 유기물의 처리에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 태양에 따른 폐쇄형 하수 처리 시스템의 단면도이다.

도 2는 도 1에 있는 시스템의 확대된 단면도이다.

도 3은 도 1에 도시된 왼쪽 말단부의 부분 확대도이다.

도 4는 도 1에 도시된 오른쪽 말단부의 부분 확대도이다.

도 5는 본 발명의 태양에 따른 폐쇄형 하수 처리 시스템의 단면도이다.

모든 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 부분을 지칭한다.

하나 이상의 여과 베드가 배치된 경우 베드는 바람직하게는 수직으로 층이 지게 쌓인다. 바람직하게는 이들 베드사이에 통풍 공간이 존재한다.

여과 베드(들)는 폐기물 또는 질병 유발 요소에 의한 환경 오염을 방지하기 위해 내장되어있고, 이 내장 요소는 통상적으로 파이프, 도관 또는 트렌치로 이루어질 수 있다. 통상적으로 도관 또는 파이프는 이 표면위에 배열된 여과 베드를 갖는 종방향으로 더 낮은 내면 및 종축으로 길게 연장된 도관 또는 파이프를 포함한다.

수성 매질이 유입 슈트(chute)를 통해 첨가되는 고형 유기 폐기물을 통해서 및 이들 주위로 흐르게 하도록, 고형 유기 폐기물 입수 슈트는 공정 흐름상 수성 매질 유입구의 뒤에 배열할 수 있다.

발명의 한 양태에서, 여과 베드중 하나는 처리 시스템의 공정 흐름상 뒤에 있는 말단에서 분해된 유기물질을 배출하기 위한 콘베이어 벨트로서의 기능을 한다. 발명의 또 다른 양태에서, 분해된 유기 물질은 여과 베드 또는 각각의 여과 베드를 통해 전달되고, 여액의 유동으로 인해 처리 시스템의 공정 흐름상 뒤에 있는 말단으로부터 제거된다.

여과 베드(들)를 통해 여과된 여액을 수거하는 수단은 최저부 여과 베드 아래에 배열할 수 있거나, 여액이 필요하지 않을 경우, 여액을 최저부 여과 베드 아래의 토양내로 직접 침윤시킬 수 있다.

여과 베드(들)의 표면으로부터의 분해된 유기 물질, 비생분해성 고형분 또는 점액 생장물의 축적이 목적한 바 대로 적절하게 이루어진다.

처리 시스템은 자유롭게 장착되거나 바닥 아래에 계류할 수 있고, 바닥판 아래에 묻히거나 지면에 묻힐 수 있고, 또는 실행할 특정 처리를 위해 임의의 적합한 형태를 가질 수 있다.

처리될 수성 매질의 흐름은 수성 매질 파이프 또는 일련의 파이프를 경유하여 시스템으로 진입하고, 여과 베드를 따라 흐르고 여과 베드를 통해 흐르게된다.

시스템이 고형 유기 폐기물을 처리하도록 설계된 경우, 유기 폐기물은 다소 미진행된 형태로, 예를 들어 음식 찌꺼기를 담은 양동이 또는 폐지를 담은 쓰레기통 등으로부터 공정 흐름상 수성 매질 유입 파이프의 뒤에 위치한 고형 폐기물 유입 슈트를 통해 시스템에 직접 유입되거나, 폐기물 분쇄기를 통해 가공되어 수성 매질의 구성요소로서 시스템에 유입될 수도 있다. 수성 매질의 입수 흐름에 의해 여과 베드 표면을 따라 고형 유기 폐기물이 세척되고 침적된다. 수성 매질의 액체 부분이 베드를 형성하고 임의의 재사용 목적을 위해 수거되거나 이차 여과 베드 또는 토양으로 배출될 수 있는 여과물내로 침윤된다. 고형 유기 폐기물은 여과 베드 안과 여과 베드 위에 보유된다.

여과 베드 위에 필요한 공극의 크기는 여과 베드에 첨가되는 고형 유기물의 최대 입자 크기로 결정한다.

여과 베드에 첨가되는 폐기물은 액체 부분이 여과 베드를 통해 흘러감에 따라 잔존하는 소량의 유기물과 접촉하는 습기 및 공기로 인해 급속히 분해한다.

여과 베드의 공극 위 및 여과 베드의 공극을 통과하는 공기, 수성 매질의 습기 및 고형 유기물에서 또는 수성 매질에서 분해되고 계류된 에너지 및 영양분은, 수성 매질중의 풍토 미생물 및 분해중인 및 분해된 유기물 안과 유기물 상에서 사는, 유입되거나 편재된 무척추 동물 및 미생물로 인한 유기적 부패에 매우 양호한 환경을 제공한다.

본 발명의 하나의 형태는 폐수용 물리적 및 생물학적인 여과 매질로서 활성적인 분해성 고형 폐기물 및 충분히 썩은 폐기물을 사용한다.

수성 매질이 적용되는 경우, 유입구에 인접한 고형 부패성 폐기물은 바이오필름 성장용 매질로서의 역할을 할 것이다. 개별적인 큰 폐기물 입자가 연속적으로 첨가되어 생물에 의해 소화되고, 수성 매질에 의해 부패되어 매우 작은 입자로 부서져서 결과적으로 안정한 부식 콜로이드 및 분해된 부식 화합물을 형성한다. 분리된 벌레 허물 및 곤충 및 응애 배설물의 배출과 혼합된 습식 및 건식 싸이클은 내장되고 분해된 고형분에서 형성된 부패화 베드안에서 비교적 안정적인 퇴비 흙 부스러기(crum)를 형성하게 한다.

퇴비에 있는 벌레, 딱정벌레, 응애, 톡토기 및 곤충 유충의 운동은 퇴비 매질을 기포화시키고 베드의 내부로의 배수를 차단시키지 못한다. 따라서 부패화 베드는 산소 교환을 위해 거대한 습한 표면을 갖는 양호하게 배수된 토양과 같은 역할을 한다. 폐수가 정상적인 산발적 가정 사용으로 발생할 때마다 공기가 부패화 베드로부터 발생한다. 정상적인 사용으로 인해 부패화 베드 표면의 부분적인 범람이 발생한다. 이러한 일들이 발생하는 곳에서 폐수는 바이오포어(biopore)를 통해 신속하게 침윤하고 신선한 공기를 이들 포어 공간으로 밀어넣는 수력학적 피스톤과 같은 역할을 한다.

수성 처리 시스템과 달리 본 발명은 보다 큰 고형 폐기물(높은 산소 요구량을 갖는 고형 폐기물)를 공기로 둘러싸인 부패화 베드의 표면을 통해 신속하게 여과시킨다. 공기가 22%의 산소를 함유하고 물보다 더 빠른 확산비율을 갖는 경우, 훨씬 높은 생물학적 부하를 상기와 같은 방식으로 처리할 수 있다.

고형 유기 폐기물 유입이 많을 경우, 고형 유기 단편은 단편의 위 및 그 주위로 흐르는 수성 매질에 의해 습화할 때 누적형 여과 집합체로서의 역할을 하는 큰 표면적을 갖는 매질을 형성한다.

여과 베드 표면에 축적된 고형 유기 폐기물의 부패로 생성된 퇴비는 세립 유산소성 여과 매질 및 흡수성 처리 접촉면으로서의 역할을 한다.

수성 매질이 내장 요소(enclosure)의 입수 말단으로부터 떨어진 여과 베드의 경사진 표면을 따라 종방향으로 흐르게하도록 하는 내장 요소가 설치된다.

여과 베드 및 축적된 임의의 유기물의 표면은 벌레, 나방, 응애, 톡토기 및 다른 토양 생물로 인해 막히는 것이 방지된다.

침윤율 및 공기에 노출된 표면적은 폴리스티렌 비이드 또는 폴리스티렌 과립과 같은 팽창제를 여과 베드의 표면에 첨가함으로 증가시킬 수 있다.

유기 매질과 같은 세립 퇴비는 유기물을 먹고 사는 무척추 생물 및 미생물의 서식처를 제공한다.

추가로 부패화 베드는 폐수용 자가 재생용 여과 매체로서 역할을 하고, 고형 유기 폐기물을 안정된 부식 화합물로 분해시키는 생물이 살아가기에 적합한 서식처를 생성시키곤 한다.

폐수는 파이프 또는 도관을 따라 존재하는 하나 이상의 지점에서 파이프 또는 도관으로 유입할 수 있다.

입수 유량율, 입수 지속기간 및 폐수 침윤율에 따라, 폐수가 종축 방향의 부패화 베드를 따라 다양한 거리로서 부패화 베드로 침윤할 것이다. 오랜 시간 동안의 높은 유량을 가짐은 부패화 베드를 따라 매우 먼 거리에 걸쳐서 침윤한 것을 의미한다. 임의의 특정 상황에서 부패화 베드가, 수력학적 하중이 가장 큰 동안 먼 거리의 베드의 말단부가 때때로 습화될 정도로 충분히 길이가 긴 것이 바람직하다.

혼합된 고형 폐기물층, 부패화 베드 및 부패화 베드 지지 매질의 투과성에 따라, 침윤율은 부패화 베드의 길이에 따라 변할 것이다. 종종 습화된 높은 유량 구역에서, 미생물의 점착집락성(zoogloeal) 점액 및 세립 입자성 고형물이 부패화 베드 및 입자성 고형 폐기물의 표면을 피복시킬 수 있고, 이로 인해 높은 유량 구역에서의 투과성이 유입 제한 구역에서의 투과성보다 낮아진다. 여과 베드의 가장 낮은 지점이 베드의 가장자리로부터 멀리 떨어져있도록 여과 베드 내면이 굴곡져 있다면, 이런 바람직한 현상이 여과 베드의 표면을 가로지른 측방향에서 관찰 될 것이다.

고형 폐기물은 흐르는 폐수에 의해 표면에 분산된다. 이런 분산 패턴은 부패화 베드를 따라 흐르는 폐수의 유속, 수력학적 유량 및 침윤 패턴뿐만 아니라, 고형물 입자 크기, 모양, 부력, 두께, 기계적 강도, 분해율 및 침식성과 관련되어 있다. 퇴비/고형 폐기물 퇴적물 표면의 부식은 폐수의 속도뿐만 아니라 표면의 특징과 관련되어 있다. 일반적으로 부식으로 인해 작은 흙 부스러기 또는 입자가 움직이지만, 큰 유량의 수성 매질이 여과 베드를 따라 흐르는 큰 부력의 고형물을, 고형물 입자와 여과 베드 사이의 마찰력이 수성 매질의 흐름에 의해 발생되는 고형 입자상의 마찰 항력보다 더 큰 지점으로 옮길 수 있는 장소에서는, 보다 큰 단편도 움직일 수가 있다.

통상적으로, 내장 요소로부터 제거된 퇴비의 양이 생성된 퇴비의 양과 거의 같게 되도록 내장 요소와 여과 베드의 모양 및 길이를 배열하고, 그 곳에서 생물이 살아가게 한다.

생-고형물은 조직화된 퇴비로 조성할 수 있는 시스템에서 생성한다. 바람직하게는 시스템으로의 짧은 수력학적인 입수 기간 후에 조성한다.

여과된 하수는 또한 가장 낮은 여과 베드 아래로부터 배출한다. 이는 추가적인 처리없이 토양으로 침윤시키게 할 수 있거나 임의의 특정 목적을 위해 수거 및 재사용할 수 있다. 이차 여과 베드를 사용하는 경우 여액은 화장실 플러싱, 정원 물주기 등의 안전하게 재사용되기에 충분한 성질을 가질 수 있다.

고형 유기물은 하기 기술한 바와 같이 다양한 방법으로 분해됨으로써 유입구 지점으로부터 배출 말단까지 순차적으로 옮겨진다.

생물학적 활성으로 인해 고형물의 대량 이동이 일어난다. 특히 퇴비 벌레의 활성 및 다양한 종의 곤충(예: 나방 유충)은 작은 푸슬한 껍데기 및 배설물을 생성하며, 이는 일반적으로 부패화 베드의 종축 방향으로 표면 지형을 균일하게 되는 방식으로 퇴적한다. 건조기 말단 부분이 벌레가 탈피하기에 적합하기 때문에 베드 표면의 측방향 커브가 유지된다. 이런 활성은 부패화 베드 표면의 부피 질량을 감소시키고 또한 침윤율을 증가시킨다. 이러한 총체적인 효과에 의해 높은 표면 유량 동안 표면의 부식성이 증가된다.

생물학적 활성이 수분 함량, 음식 이용성, 산소 공급 및 온도와 같은 다양한 필수 요소사이에 복잡한 상호 작용을 하는 동안 안정화할 것이다. 각각 특정 생물의 특정 서식처 적소를 경쟁적으로 이용하는 능력과 관련한 군집 구배가 생성된다.

적절하게 선택적으로 압력을 가하면 모든 생물로부터 보다 뜨겁고, 보다 습하고, 보다 낮은 산소 구역을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 보다 세밀하게 적응된 생물이 생겨난다.

여과 베드 위에 입자가 최대 흐름이 도관을 막히게 하는 지점에 축적되고, 고형물의 축적물이 퇴적율과 분해율사이의 동적 평형을 유지하기에 충분한 영역으로 분산되지 않는 경우, 표면 흐름의 차단이 발생한다.

생물학적 활성은 퇴비/고형 폐기물 표면의 높이를 동적 평형 이루도록 유지시킨다. 이는 고형물이 분해되는 속도와 동일한 속도로 고형물이 부패화 베드의 종축 방향을 따라 세척되고 세척 및 생물학적 활성으로 인해 고형물 투과성 부패화 베드를 통과하여 하류로 흘러간다는 의미를 가진다. 베드 지지 물질이, 세립 고형물을 전달할 수 없을 정도의 작은 크기의 구멍을 가지고, 이들이 베드내에서 축적되어 수력학적 적용율이 여과 베드 침윤율을 능가하는 지점까지 침윤율을 낮추는 경우, 내부 차단이 일어난다. 이를 방지하기 위해 베드 물질의 구멍 크기를 조작함으로써 베드가 세립 콜로이드성 고형물 또는 보다 큰 크기의 입자를 투과시키도록 베드를 조절 할 수 있다.

실지로, 적절하게 높은 고형 유기 폐기물의 적용율을 적용시키는 경우 0.5mm 내지 1mm 구멍 크기의 매질이 상부층에서 유효 동적 퇴비층 평형을 유지하는 것처럼 보인다.

매우 높은 고형 유기 폐기물 적용율 시스템에 보다 빠른 고형물 처리율이 요구되는 경우, 구멍 크기를 적절하게 증가시킨다.

수성 매질이 비교적 청결한 경우, 여과 베드에 사용되는 매질은 매우 미세하고 과립화될 수 있고, 매질에서 살고 매질에 의해 여과된 미생물의 성장을 저해시키는 지렁이 및/또는 나방과 같은, 흙과 쓰레기에 서식하는 생물이다. 여액이 플러싱 또는 이와 유사한 용도를 위해 재생되는 경우, 일반적으로 0.1mm 이하의 유효 입자 크기를 갖는 세립 모래, 분말화되고 활성화된 탄소 또는 다른 적절한 과립 물질이 두 가지 바람직한 매질이다. 수성 매질 적용율이 침윤율보다 높을 경우 표면 흐름이 생길 것이다. 이로 인해 세립 퇴비화된 고형 유기 폐기물을, 편리하게 제거할 수 있는 처리 시스템의 저부 말단으로 전달하는 것을 유리하게 할 수 있다.

바람직한 파이프 또는 도관의 크기는 적용된 고형물 및 수력학적 하중비에 따라 달라질 수 있다. 높은 고형 하중은 보다 큰 표면적 및 침윤 구역을 제공하기 위한 보다 경사진 기울기 및 높은 폐수 유속을 필요로 할 수 있다. 종방향의 부패화 베드를 따라 고형 물질이 고르게 퇴적되도록하여 분해 및 퇴비 제거율이 원상태의 고형물 퇴적율과 동일하게 되도록 파이프 또는 도관의 경사면을 조성해야 한다.

여과 베드 기울기의 범위는 고형물 적용율, 적용된 고형물의 크기 및 수성 매질 적용율에 따라 조정한다. 여과 베드의 경사면은 여과 베드 표면 위에 고형물이 보다 고르게 분산되도록 설계한다.

처리 도관 기울기가 클 경우, 바람직하게는 부패화 베드가 매우 빠르게 침식되고 여과되지 않은 폐수가 지지 물질 개구를 통해 지나가게 하지 못하도록 폐수 흐름 방향에 수직으로 위치한 횡방향 배플이 필요하다. 고형 유기 폐기물과 베드 매질의 침윤율 및 침식성은 처리 도관의 종축 방향을 따라 변화할 것이고, 또한 바람직하게는 여과 베드의 기울기는 임의의 적용을 위해 처리 도관의 종축 방향을 따라 조절될 것이다.

베드를 기계적으로 작동시키는 경우, 회수 이전의 폐수로부터의 오염원으로 인해 재오염되지 않은 퇴비 숙성 구역을 허용하기 위해, 최대 유량 침윤 구역이 부패화 베드의 말단에 못미치게 차단하도록 시스템을 설계하는 것이 바람직하다.

낮은 고형물 하중 상태에서, 썩지 않고 서서히 분해되는 고형물을 제거하기 위한 베드를 주기적으로 제공하면서 폐수 이동 및 생물학적 활성에 의한 고형물의 수동적 수송을 사용한다. 이러한 제공은 썩거나 썩지 않는 고형물의 표면 축적물을 씻어내리기 위해 부패화 베드로 물을 분출시킨다.

이들 세립 퇴비 고형물을 여액 배출 지점(들)에 위치한 여과기에 의해 여액으로부터 여과할 수 있고, 또는 도관 여과 베드 매질에서 일차 부패화 베드 여액 및 일차 여과 베드를 통해 세척된 유기 고형물을 받아들이도록 위치된 이차 파이너(finer)에 의해 여과할 수 있다.

높은 고형물 유입율 및/또는 플라스틱, 유리 또는 금속과 같은 큰 썩지않는 고형물을 첨가하는 경우, 바람직하게는 용기의 종축 방향에 있는 임의의 지점 또는 지점들에서 고형물의 축적물을 배출하기 위하여 이동 가능한 형태의 부패화 베드를 사용할 수도 있다. 새로운 폐기물이 축적되고 이들이 병원체를 갖지 않는 부식토로 완전히 분해되는 시점으로부터 충분한 시간이 지난 후에 고형물을 배출시키는 것이 이상적이다.

용기, 도관 또는 파이프의 내부 부피는 특정 고형 유기 폐기물의 이동율 및 고형물 축적율을 갖는 파이프의 막힘을 방지할 정도로 충분히 넓다. 높은 고형물 하중 적용시, 부패화 베드 지지 매질을 순환적 컨베이어 벨트로 연결되게 제작하여 퇴비 배출 지점(들)을 향해 서서히 회전시키거나 시간차를 두어 수송함으로 고형물을 이동시킬 수 있다. 본 발명의 적용을 받는 건물에서, 혼합된 물의 흐름에 의해 구동되는 모터 또는 기계를 사용하여 수성 매질 유량과 관련한 조절된 수송을 제공 한다.

퇴비를 붙들기 위해 사용된 내장 요소, 파이프 또는 도관이 바람직하게는 사용 환경하에서 특정 폐기물 하중에 적합하도록 크기 및 부피를 조절한다.

바람직하게는 여과 베드는 비생분해성 지지 매질(예: 내장 요소를 상부 및 하부로 나누면서 내장 요소를 따라 연장되고, 수성 매질 및 미분된 유기물이 통과하도록 적응된 내구성 섬유 충전물, 내구성 열가소성 섬유 제품 또는 선형 배수 도관), 부분적으로 분해된 유기물 및 퇴비를 붙들도록 적응된 상부, 및 횡단면과 길이를 갖고 내장 요소로 들어가는 수성 매질이 내장 요소의 부패 물질을 종축 방향으로 흡수하도록 충분한 여과 매질을 지지하는 내장 요소를 포함한다. 내장 요소는 여과 베드로부터 표면에 축적된 바람직하지 않은 물질을 제거하거나 세척하는 수단을 포함할 수 있다. 한 실시예에서 제거 및 세척하는 수단은 내장 요소를 따라 이격되게 존재하는 다수의 물 분출기와 예정된 시간에 분출을 조정하는 조절 수단을 포함한다.

또 다른 실시 태양에서, 이차 여과 베드는 일차 여과 베드의 하부에서 사용할 수 있다. 이렇게 함으로써 성긴 일차 여과 베드 매질을 통해 세척된 세립 입자 유기물을 제거할 수 있다.

본 발명의 도관내 또는 파이프내 처리의 적용에서 길고 얇은 부패화 베드를 고정성 또는 이동성 지지 매질, 통상적으로 도관 또는 파이프내의 비생분해성 열가소성 섬유 물질상에서 형성시킨다.

실시예 1

본 실시예는 화장실 플러싱 및 이와 유사하게 중수도용수(grey water)를 사용하는 경우에서 여액을 재사용하기 위해 회수하고 저장하기 위해서 폐수 및 고형 유기 폐기물용 도관 처리 시스템에 관한 것이다.

도 1 내지 4에서 언급한 바와 같이, 처리 시스템은 처리 내장 요소와 같이 적절한 늑골 형태의 보강재를 갖는 압출된 플라스틱 도관 (10)을 포함한다. 내장 요소는 폐수용 유입구 (11) 및 고형 유기 폐기물을 함유한 높은 말단을 갖는 약 1:100의 경사면 위에 장착되어 있다.

세 개의 여과 베드 (12), (13), (14)를, 도관의 측면에 위치한 홈 (18), (19), (20)에서 미끄러지게 하여 제거할 수 있는 세 개의 배수 지지 요소 (15), (16), (17)에 의해 지지시킨다. 배수 지지 요소상에 위치하거나 형성된 여과 매질을 함유한 배수 지지 요소들이 측면에 제공됨으로써 전체 여과 베드 및 지지 요소들이 작동 또는 매질 교체를 위해 깨끗이 제거될 수 있다.

배수 지지 요소 베드에는 수평면의 위와 아래 모두를 덮는 물질이 제공된다. 최상부 배수 지지 요소 (15)의 상부 표면에는 약 1mm의 구멍 크기를 갖는 편직 열가소성 섬유 물질 (21)이 제공된다. 배수 지지 요소 (15)의 저부 표면은 저부 표면에 부착된 지오텍스타일(geotextile) 직물 (22)을 가진다. 유사한 지오텍스타일 직물 (23, 24)은 다른 두 개의 지지 요소의 상부 표면 및 저부 표면상에 고정된다.

통풍 공간 (25), (26), (27)은 과량의 폐수가 높은 하중 시간 동안에 통과하도록 하기 위해 각각의 배수 지지 요소의 말단에 제공된다. 공정 흐름상 뒤에 있는 말단에는 상기 물이 이차 및 삼차 여과 베드 (13), (14)로 통과되는 배수 통로가 제공된다.

고형물 유입 슈트 (31)는 폐수 유입구 (11)와 떨어진 하부 경사면상에 위치하고, 여액 유출구 (28)는 내장 요소의 최저부 영역에 위치한다.

사용할 때 폐수는 유입구 (11)를 통해 들어가고 고형 폐기물은 슈트 (31)을 통해 들어간다. 슈트는 폐수가 일차 여과 베드 (12)상에서 고형 폐기물을 통해서 및 고형 폐기물의 주위로 흐르게 하도록 배열된다. 일차 여과 베드는 세립 부패 물질이 베드상에 존재하는 생물의 활동의 도움으로 베드를 통해 세척하게 되도록 설계된다. 일단 이 층을 통하면 세립 부패 물질은 지오텍스타일층 위에 축적되고 부패 물질의 이차 얇은 여과 베드를 형성한다. 이 층에 존재하는 부패 물질은 물보다 단지 조금 무겁고 쉽게 부식되고 하류쪽으로 옮겨져서 배수 구멍 (20)을 통해 배출한다. 일단 이차 여과 베드 (13)상에 축적되면, 세립 현탁 고형 유기물을 짧은 물의 사용 기간 동안에 도관 말단 덮개를 제거하고 여과 베드 지지 요소를 이동시킴으로써 쉽게 제거한다.

상부 여과 베드 (12)를, 폴리스티렌 발포체 비이드 또는 여과 베드 표면에 임의의 유사한 팽창 물질 (30)을 첨가하여 보다 효과적인 작업이 가능하게 제조할 수 있다.

출구 (28)에서 빠져나온 여액은 수거하기 간편하고 화장실 플러싱, 조경 관개 등과 같은, 물을 재사용하는 용도에 사용한다.

실시예 2

본 실시예에서는 여액을 재사용할 필요가 없다. 이런 경우는 150mm 이상의 홈이 있는 늑골 형태의 파이프 (50)를 지오스텍스타일 직물 (51)로 감싸고, 세립 모래 (52)의 베드상에 장착하고, 20mm 암석 응집체 또는 유사물로 다시 채운다. 파이프의 강(lumen)은, 아래쪽에 스페이서 (54)를 갖고 약 1mm의 구멍 크기를 갖는 열가소성 편직 망상 직물 (55)을 갖는 제거 가능한 홈이 있는 배수 파이프 (53)를 가진다. 파이프는 폐수원과 생고형물 수거 피트(pit)과의 사이에 연속적으로 형성할 수 있거나, 몇몇 지점원과 연결할 수 있고 적절한 간격으로 생고형물 수거 피트를 가진다. 파이프내의 홈 (56)을 통해 배출된 하수는 파이프 아래 및 그 주위의 토양으로 침윤한다. 파이프의 강에 존재하는 제거 가능한 요소 (53)는 긴 간격으로 놓인 여과 베드가 임의의 축적된 비부패성 고형물을 제거하도록 돕는 역할을 할 수 있다.

Claims (14)

1. 살아있는 하수 분해성 생물의 개체군 및 그 위에 공극을 갖는 경사진 여과 베드(filter bed), 여과 베드의 상부 말단에 존재하는 수성 매질 하수 유입구, 여과된 수성 매질의 유출구 및 임의로 공정 흐름상 수성 매질 유입구의 뒤에 위치하는 고형 폐기물 유입 영역 및 고형물을 제거하기 위한 수단을 포함하는 폐쇄형(enclosed) 하수 처리 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 여과 베드가 수직으로 층지게 쌓여있는 많은 여과 베드를 포함하는 처리 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 여과 베드(들)가 도관, 파이프 또는 트렌치(trench)내에 내장된 처리 시스템.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 여과 베드(들)가 도관내에 내장되고 도관의 말단을 통해서 제거될 수 있는 처리 시스템.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   수성 매질이 슈트(chute)를 통해 첨가된 고형 폐기물을 통해서 또한 그 주위로 흐르도록 배열된 슈트를 포함하는 고형 폐기물 유입 영역을 포함하는 처리 시스템.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 여과 베드 또는 여과 베드중 하나가 공정 흐름상 처리 시스템의 끝부분 말단에서 분해된 유기물을 배출시키기 위한 콘베이어 벨트로서의 기능을 수행하는 처리 시스템.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 분해된 유기물이 여과 베드 또는 각각의 여과 베드를 통해 수송되고, 여액의 흐름에 의해 공정 흐름상 처리 시스템의 끝부분 말단으로부터 제거되는 처리 시스템.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   최상부 여과 베드가 부분적으로 부패화 베드(compost bed)로 이루어진 처리 시스템.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   여과 베드 또는 하나 이상의 여과 베드가 지렁이 및/또는 나방과 같은 흙 및 쓰레기에 서식하는 생물이 서식하는 과립 물질로 이루어진 처리 시스템.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    여과 베드(들)가 트렌치내에 내장되고 여과된 수성 매질 유출구가 트렌치의 저부를 형성하는 지면인 처리 시스템.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    유산소능 및 침윤율을 증가시키기 위해 팽창물질이 여과 베드 또는 각각의 여과 베드의 표면에 첨가된 처리 시스템.
12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    여과 베드(들)가, 제거가능한 열가소성 배수 및 지지 요소를 지지하기 위해 측면에 종방향의 홈이 형성되어 있는 늑골형태의 열가소성 물질로 구성된 도관내에 내장된 처리 시스템.
13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    하수 분해성 생물이 지렁이, 딱정벌레, 응애 및 곤충 유충과 같은, 흙 및 쓰레기에 서식하는 생물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 처리 시스템.
14. 상기 실시예 및 도면과 관련해 실질적으로 본원에 설명된 바와 같은 하수 처리 시스템.