KR20000000201A - 이동식 수질 정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수질정화장치에 관한 것으로써 좀더 자세히는 호소수 내에 존재하는 부유물질과 호소의 바닥에 쌓여있는 저니를 동시에 제거함으로써 호소의 수질을 정화할 수 있는 이동식 수질정화장치에 관한 것이다.

상기 장치는 수중에서 이동이 가능하며 이동장치에 부착된 회전수단 또는 가압수 노즐에 의하여 호소 저면에 퇴적된 저니를 부상시키고 부상된 저니와 호소수 내에 존재하는 부유물질을 응집제와 반응시켜 플록을 형성시킨 후 미세공기를 이용하여 플록을 호소수 표면까지 부상시킨 후 흡입장치를 이용하여 부유물질을 제거함으로써 수질을 정화시킬 수 있다.

Description

이동식 호소수질 정화장치{Mobile Water Purifying System at Pond and Reservoir}

본 발명은 수질 정화장치에 관한 것으로서 좀더 자세히는 호소수 내에 존재하는 부유물질과 호소의 바닥에 쌓여 있는 저니를 동시에 제거함으로써 호소의 수질을 정화할 수 있는 이동식 수질정화장치에 관한 것이다.

기존의 호소수질을 개선하기 위한 기술은 수중포기에 의한 산소 공급, 주기적인 물 교환 혹은 황토흙 살포 등의 방법을 사용하였다. 이러한 방법은 일시적인 수질개선 효과나 혹은 호소수질의 오염을 지연시키는 소극적인 수질관리 방법이다.

최근에는 상기 기존 수처리 방법의 단점을 해결하기 위하여 용존공기부상법 (Dissolved Air Floatation:DAF)에 의해서 호소 내의 부유물질을 제거하는 장치 및 방법이 고안되었다. 이 용존공기부상법은 먼저 폐수 또는 피처리수에 응집제를 주입하여 혼합한 후 이 액의 일부를 가압수로 이용하여 여기에 공기를 혼합하고 가압하여 공기를 용해시킨 후 공기가 용해된 가압수를 응집제로 처리한 폐수와 혼합한다. 이 때 압력이 급격히 낮아지는 과정에서 기포가 발생하여 이 기포가 상승하면서 폐수 또는 피처리수 내의 플록이나 유분 등 오염물질을 부착하고, 이것이 수면 위로 부상하게 되는데, 이와 같이 떠오른 스컴(scum)을 회수하여 수내의 오염물질을 제거하는 방법이다. 그러나, 종래의 용존공기부상장치 또는 방법은 호소수 내에 존재하는 부유물질만을 제거하는 방법에 지나지 않는다.

우리나라와 같이 계절 변화에 의한 호소수의 수온변화가 심한 지역에서는 호소 내에서 온도차에 의한 대류가 발생되어 퇴적되어 있던 저니(sediment)가 대류에 의해 상층으로 뜨게 되어 수질이 악화되는 경우가 많다. 그러므로 호소수의 상층 부유물질을 정화하였다 하더라도 수온의 변화에 따라 저니에 의한 수질 악화가 발생할 수 있다. 또한, 유기물 함량이 높은 호소 저니는 혐기성 상태이기 때문에 암모니아, 황화수소 및 지오스민과 같은 악취 및 이취미물질이 발생하여 호소수를 음용수로 이용할 경우에는 고도정수처리를 해야만 하는 문제점이 있다. 따라서, 호소 수질의 근본적인 개선은 호소수 내에 부유하는 입자성 부유물질을 제거해야 함은 물론 호소 바닥에 퇴적되어 있는 저니까지 정화해야만 완전한 소질개선 효과를 얻을 수 있는 것이다.

뿐만 아니라 종래의 용존공기부상법 또는 그 장치는 비교적 작은 규모의 호소에 적용할 수 있는 것으로서 대규모로 조성된 인공호수나 댐의 호수와 같이 넓은 면적의 호소에는 적용이 어려웠다.

용존공기부상법에 관련된 특허로서 특허 제155482호가 있다. 상기 특허는 넓은 면적의 호소를 정화함에 있어서 호소수 내에 가압수 토출장치를 위치시키고 피처리부를 펜스로 분리시킴으로써 스컴의 처리를 효율적으로 하며, 한 번 설치하여 지속적으로 정화작업을 수행하게 한다는 것이다. 그러나, 상기 특허는 호소 저면의 저니를 처리할 수 없을 뿐 아니라, 대규모의 호소에서는 한 군데에서의 작업이 완료되면 호소 내의 다른 곳으로 가압수 토출장치를 수동으로 이동시켜야만 하는 불편함이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다시 말하여 호소 내의 부유물질 뿐만 아니라 저니까지도 제거할 수 있는 장치를 제공하려는 것이다.

또한, 본 발명은 넓은 면적의 호소에서도 적용할 수 있는 이동식 수질정화장치를 제공하려는 것이다.

도 1은 본 발명 장치의 개념도.

도 2는 본 발명 장치 중 이동식 용존공기부상장치의 일 실시예.

* 도면 부호의 간단한 설명

10: 가압 펌프 20: 컴프레서

30: 기액혼합수단 40: 가압탱크

50: 이동식 용존공기부상장치

51: 바퀴 52: 회전수단

53: 약품분사노즐 54: 가압수 토출노즐

60: 스컴흡입장치 70: 전원

80: 응집제 탱크 90: 응집제 펌프

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 호소의 바닥에 설치되어 이동이 가능하고 저니를 부상시킬 수 있는 이동식 수질정화장치를 제공한다. 좀더 자세히 설명하면, 본 발명은 바퀴가 달린 이동식 용존공기부상장치의 전단에 장착된 임펠러와 같은 회전수단이나 가압수 분사장치 등을 이용하여 저니를 수중으로 부상시킨다. 그 후 부상된 저니와 수중 부유물질을 응집제와 반응하도록 하여 저니 및 수중부유물질을 플록(floc)화한 후 가압수에 의해서 생성된 미세기포에 의해서 플록을 수면으로 부상시키고, 부상된 플록을 표면흡입장치를 이용하여 제거함으로써 호소수 내에 존재하는 부유물질과 저니를 동시에 제거하여 수질을 개선하는 것이다.

상기에서 언급한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 원수를 퍼올려 기액혼합수단으로 공급하는 가압펌프(10)와, 상기 기액혼합수단의 원수에 압축된 공기를 공급하는 컴프레서(20)와, 상기 퍼올려진 원수와 압축된 공기를 혼합, 용해시키는 기액혼합수단(30)과, 상기 용존공기를 함유하는 가압수를 저장하는 가압탱크(40)와, 응집제 탱크(80)와, 응집제 펌프(90)와, 이동 가능하고 저니를 부상시키는 이동식 용존공기부상장치(50)와, 스컴흡입장치(60)로 구성되어 있다.

또한, 상기 이동식 용존공기부상장치(50)는 호소의 바닥에 설치되며 이동을 가능케 하는 바퀴(51), 호소 바닥에 침전된 저니를 부상시키는 회전수단(52) 또는 가압수 분사장치, 수계내 부유물질과 부상된 저니의 플록 형성을 촉진시키는 응집제를 분사하기 위한 약품분사노즐(53) 및 플록을 수면으로 부상시키는 가압수 토출노즐(54)로 구성되어 있다.

상기 구성을 가진 본 발명의 이동식 수질정화장치의 실시예를 도면을 참조하여 자세히 설명한다. 먼저 도 2의 이동식 용존공기부상장치는 바퀴에 의하여 호소바닥에서 전진하면서 회전 수단 즉, 임펠러를 포함하는 회전수단에 의하여 호소 저면에 침전되어 있는 저니를 수중으로 부상시킨다. 앞바퀴 대신 임펠러를 장착하여 이동장치의 전진과 동시에 저니를 부상시킬 수도 있다. 회전수단 외에 공기가 용존된 가압수에 의하여 저니를 부상시킬 수도 있으며 또는 고압수를 토출시키는 장치, 예컨대 수중펌프에 의해서 호소수를 고압수로 배출시켜 저니를 부상시킬 수도 있다. 이와 같이 부상된 저니와 수중 부유물질은 응집제와 반응하여 플록을 형성한다. 응집제의 주입은 도 1의 응집제 탱크(80)로부터 응집제 주입펌프(90)를 이용하여 호소바닥에 설치된 이동식 용존공기부상장치(50)의 응집제 분사노즐(53)에서 응집제를 공급한다. 응집제 분사에 의하여 형성된 플록은 용존공기의 미세기포에 의하여 부착되어 호소의 표면으로 떠오르게 된다. 즉, 가압탱크(40)에 호소수의 일부를 주입한 후 컴프레서(20)를 이용하여 호소수를 5기압 이상의 압력, 바람직하게는 5∼7기압으로 가압하여 수중에 용존공기를 충분히 포화시킨다. 그 후 고압호스를 통하여 호소 저면의 이동식 용존공기부상장치로 상기 용존공기가 포화된 가압수를 공급함으로써 가압수 노즐(54)을 통하여 미세공기방울을 발생시킨다. 가압수에 용존되어 있던 공기는 대기압 하로 급격히 방출됨으로써 미세한 공기방울을 형성하여 수중의 플록, 부유물질 등을 부착하고 수면 위로 떠오르게 된다. 수면으로 부상된 플록은 표면흡입장치 또는 스컴 흡입장치에 의해서 흡입되어 탈수장치에 의해서 탈수된 후 처리된다.

도 2 에 도시된 바와 같이 회전수단(52)은 이동식 용존공기부상장치의 전단에 위치시킴으로써 바퀴(51)가 앞으로 전진하면서 호소 저면에 퇴적된 저니를 부상시킨다. 부상된 저니는 회전수단의 전,후단 또는 회전축 상에 위치하는 약품분사노즐(53)에서 분사되는 응집제에 의하여 플록을 형성하게 되는 것이다. 약품분사노즐은 회전수단의 후단에서 전방 또는 저면을 향하게 하는 것이 바람직하다. 또한, 응집제에 의하여 형성된 플록은 후단의 가압수 노즐(54)에서 분사되는 가압수에 의하여 생성되는 미세 공기방울에 의하여 수면 위로 부상하게 된다. 가압수 노즐은 후단 뿐만 아니라 중앙부분 또는 약품분사노즐과 가까운 부분에 위치할 수도 있고, 한개 이상 다수개의 노즐을 설치할 수도 있다. 바퀴를 이동시키면서 작업하는 경우뿐만 아니라 저면에 퇴적된 저니가 많은 경우에는 멈추어 서서 작업을 하게 되는데, 이 때는 전단측에 위치한 가압수 노즐을 작동시킴으로써 응집제에 의하여 형성된 플록을 수면 위로 효과적으로 부상시킬 수 있다. 또, 저니의 양이 많고 부상되는 플록이 다량인 경우에는 다수개의 가압수 노즐을 작동시킴으로써 처리효율을 높일 수 있다.

본 발명의 이동 장치는 처리 대상 호소의 수심과 면적에 따라 원격 조정으로 장치의 이동을 조정할 수도 있고, 간단히 끈을 달아 이동시킬 수도 있다. 또한, 수심이 깊은 곳이나 해저, 저면의 지형이 고르지 않은 곳에서는 이동 장치에 카메라를 부착하여 모니터링하면서 작업을 진행시킬 수 있다.

또한 본 발명의 장치에는 부유물질, pH 등의 수질을 측정하여 필요한 응집제의 양을 조절할 수 있는 응집제 주입 제어장치를 부가할 수 있다.

나아가, 본 발명의 장치에는 가압수 노즐 제어장치를 부가하여 부유물질, pH 등의 수질을 측정하여 투입되는 응집제의 양이 다량이고 생성되는 플록이 많은 경우에는 다수의 가압수 노즐을 작동시켜 처리효율을 높이고, 응집제의 양과 플록의 양이 작은 경우에는 작동되는 가압수 노즐의 수를 줄일 수 있다.

본 발명의 장치에는 또한 이동장치의 측면과 배면으로부터 상단으로 수면까지 연장되는 펜스를 부가 설치하여 수면 위로 떠오르는 스컴의 확산을 막고 스컴을 효과적으로 흡입, 처리할 수도 있다.

본 발명의 이동식 수질정화장치는 소규모 호소 뿐만 아니라 댐에 의하여 생성된 대규모 호소 및 연안 바다에도 적용할 수 있다.

본 발명의 이동식 수질정화장치는 호소 내에 존재하는 부유물질 뿐만 아니라 저면에 퇴적된 저니까지 동시에 제거함으로써 수온 변화에 따른 대류현상으로 인한 호소수질의 오염을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 이동식 수질정화장치는 저니로부터 발생되는 이취미물질까지 제거할 수 있으므로 상수원으로 이용되는 호소의 경우 고도정수처리에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명의 이동식 수질정화장치는 현위치(In Site) 처리가 가능함으로써 경제적이고, 짧은 시간 내에 처리가 가능한 장점이 있다.

Claims (4)

1. 원수를 퍼올려 기액혼합수단으로 공급하는 가압펌프와, 상기 기액혼합수단의 원수에 압축된 공기를 공급하는 컴프레서와, 상기 퍼올려진 원수와 압축된 공기를 혼합, 용해시키는 기액혼합수단과, 상기 용존공기를 함유하는 가압수를 저장하는 가압탱크와, 응집제 탱크와, 응집제 펌프와, 이동 가능하고 저니를 부상시키는 이동식 용존공기부상장치와, 스컴흡입장치로 구성되는 이동식 호소수질 정화장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 이동식 용존공기부상장치는 호소의 바닥에 설치되며 이동을 가능케 하는 바퀴, 호소 바닥에 침전된 저니를 부상시키는 회전수단 또는 고압수 분사노즐, 부상된 저니의 플록 형성을 촉진시키기 위한 약품분사노즐 및 플록을 수면으로 부상시키는 가압수 토출노즐로 구성되는 것을 특징으로 하는 이동식 호소수질 정화장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 이동을 가능케 하는 바퀴는 임펠러로 구성되는 것을 특징으로 하는 이동식 호소수질 정화장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동식 용존공기부상장치는 원격조정으로 이동하는 것을 특징으로 하는 이동식 호소수질 정화장치.