KR20010076100A

KR20010076100A - 여과식 폐수처리장치

Info

Publication number: KR20010076100A
Application number: KR1020000003521A
Authority: KR
Inventors: 김병창
Original assignee: 김병창; 박영두; 대원중공업 주식회사
Priority date: 2000-01-25
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2001-08-11

Abstract

본 발명은, 여과식 폐수처리장치에 관한 것으로서, 원수를 공급하는 원수공급부와; 여과재를 수용하며 하단영역에 상기 원수공급부로부터의 원수가 수두차에 의해 유입되는 유입구가 형성되어 있고 상단영역에 유출구가 형성되어 있는 적어도 하나의 정수탱크와; 상기 정수탱크 하부에 마련되어 상기 정수탱크의 역세시 역세수와 불순물을 저장 및 침전시키도록 상기 정수탱크와 연통되는 연결관을 갖는 적어도 하나의 보조탱크와; 상기 원수공급부와 상기 정수탱크의 유입구 사이에 배치되는 제1밸브와; 상기 보조탱크의 연결관에 마련되는 제2밸브와; 상기 제1 및 제2밸브를 선택적으로 개폐하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 원수의 유동 및 처리수량 조정을 위한 별도의 전력공급설비가 소요되지 않을 뿐만 아니라 상주 관리인원이 필요치 않아 관리가 용이하며, 이온상태의 중금속까지 제거할 수 있도록 한 여과식 폐수처리장치가 제공된다.

Description

여과식 폐수처리장치{APPARATUS FOR FILTERING WASTE WATER}

본 발명은, 여과식 폐수처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 원수의 유동 및 처리수량 조정을 위한 별도의 전력공급설비가 소요되지 않을 뿐만 아니라상주 관리인원이 필요치 않아 관리가 용이하며, 이온상태의 중금속까지 제거할 수 있도록 한 여과식 폐수처리장치에 관한 것이다.

지하에 매장된 광물 또는 석탄 등의 채굴을 위해 형성된 지하갱도 내에는 불가피하게 지하수 등이 유입되어 갱도 내에 고이게 되며, 채굴작업을 수행하다 보면 갱도의 외부로 배수가 이루어지게 된다. 지하갱도로부터 유출되는 유출수에는 갱도 내의 작업시 발생된 금속 및 석탄 등이 함유되어 있어 별도의 여과없이 하천 등으로 유입될 경우, 수질을 오염시키게 된다. 특히, 채굴이 폐지된 폐갱도의 경우, 적절한 조치없이 방치되고 있는 실정이므로 이러한 폐갱도로부터 유출된 유출수에 의해 수질이 심하게 오염되고 있다. 폐갱도로부터의 유출수 내에는 철계이온 등을 포함한 중금속이온이 다량으로 함유되어 있어 유출수의 오염도를 개선할 수 있는 수처리장치의 설치가 시급히 요구되고 있다.

일반적으로 수처리장치로는 주로 공장 등지에서 배출되는 폐수의 정화처리를 목적으로 하는 폐수처리장치와, 생활하수 등의 처리를 위한 하수처리장치 등이 있다. 이러한 수처리장치들은 공장에 부속되거나 도심 생활권역 내에 배치되어 있어 장치에 소요되는 전력의 공급이 용이하며, 장치관리에 소요되는 관리인원의 배치 또한 비교적 용이하다.

그런데, 폐광은 그 특성상 주로 도심의 생활권역으로부터 멀리 떨어진 산중에 위치하고 있어 전력공급이 용이하지 않을 뿐만 아니라 상주 관리인원을 배치시킬 수 없어 종래의 수처리장치로는 한계가 있으며 특히, 종래의 하수 및 폐수처리장치로는 철계이온 등을 포함한 중금속 이온을 제거하기가 곤란하다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 원수의 유동 및 처리수량 조정을 위한 별도의 전력공급설비가 소요되지 않을 뿐만 아니라 상주 관리인원이 필요치 않아 관리가 용이하며, 이온상태의 중금속까지 제거할 수 있도록 한 여과식 폐수처리장치을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 여과식 폐수처리장치의 설치상태의 단면도,

도 2는 도 1의 폐수처리장치의 물의 흐름을 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

12 : 원수공급부 14 : 원수공급관

15 : 정수탱크 17 : 유입도관

20 : 유출도관 22 : 배출도관

24 : 보조탱크 25 : 칸막이

29 : 타이머 30 : 화학약품탱크

33 : 공기유입방지부 35 : 역류방지부

38 : 제1밸브 39 : 제2밸브

37a~37d : 수동밸브

상기 목적은, 본 발명에 따라, 여과식 폐수처리장치에 있어서, 원수를 공급하는 원수공급부와; 여과재를 수용하며 하단영역에 상기 원수공급부로부터의 원수가 수두차에 의해 유입되는 유입구가 형성되어 있고 상단영역에 유출구가 형성되어 있는 적어도 하나의 정수탱크와; 상기 정수탱크 하부에 마련되어 상기 정수탱크의 역세시 역세수와 불순물을 저장 및 침전시키도록 상기 정수탱크와 연통되는 연결관을 갖는 적어도 하나의 보조탱크와; 상기 원수공급부와 상기 정수탱크의 유입구 사이에 배치되는 제1밸브와; 상기 보조탱크의 연결관에 마련되는 제2밸브와; 상기 제1 및 제2밸브를 선택적으로 개폐하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과식 폐수처리장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 제1 및 제2밸브는 전기제어식 밸브인 것이 유리하다.

그리고, 상기 제어부는, 상기 제1 및 제2밸브를 주기적으로 개폐하는 타이머인 것이 보다 효과적이다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 여과식 폐수처리장치의 설치상태의 단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 여과식 폐수처리장치는, 원수공급부(12)와, 원수공급부(12)로부터 제공된 원수를 여과하여 배출시키는 정수탱크(15)와, 정수탱크(15)에 부속되어 여과재 역세시 불순물이 포함된 역세수를 일시 저장하고 불순물을 침전시키는 보조탱크(24)와, 선택적으로 화학중화제를 공급하는 화학약품탱크(30)를 포함하는 적어도 하나의 원수여과처리부(10)를 갖는다.

원수공급부(12)는 처리될 원수를 일시 저장할 수 있도록 통형상으로 형성되어 있으며, 하부에는 각 원수여과처리부(10)로 원수를 공급할 수 있도록 한 쌍의 원수배출구(13a,13b)가 형성되어 있다. 일측의 원수배출구(13a)에는 각 원수여과처리부(10)로 원수를 공급하도록 원수공급관(14)의 일단이 결합되어 있으며, 원수공급관(14)은 분기되어 각 원수여과처리부(10)의 정수탱크(15)에 각각 연결되어 있다. 그리고, 타측의 원수배출구(13b)에는 도시 않은 별도의 원수여과처리부(10)가 결합될 수 있다.

화학약품탱크(30)는 원수공급부(12)의 상측에 원수의 수면 높이보다 높게 설치되어 소정량의 화학약품을 약품주입구(32)를 통하여 공급함으로써 원수공급관(14)을 통해 유동하는 원수에 섞이게 된다. 이 때, 화학약품으로는, NAOH등을 사용하여 원수가 산성일 경우 중화시키게 되며, 일반적으로는 원수가 중성인 관계로 화학약품을 사용하지는 않는다.

정수탱크(15)는 원수공급부(12)로부터의 원수가 용이하게 공급될 수 있도록 원수공급부(12)의 하측에 배치되는데 정수탱크(15)의 하단은 단면적이 좁아지는 형상을 갖는다. 그리고, 정수탱크(15)의 하단에는 원수공급관(14)과 연결되도록 유입구(19)가 형성된 유입도관(17)과 후술할 역세수 및 불순물이 배출되도록 배출구(23)가 형성된 배출도관(22)이 상호 직교하게 마련되어 있으며, 정수탱크(15)의 상부영역에는 여과재(16)에 의해 여과된 원수가 유출되도록 유출구(21)가 형성된 유출도관(20)이 마련되어 있다.

유입구(19)와 유출구(21) 사이에는 소정 구간에 걸쳐 여과재(16)가 형성되어 있으며, 여과재(16)는 상호 다른 입도록 갖는 여과층으로 형성된다. 유입구(19) 측에는 비교적 입도가 큰 자갈 등이 배치되며 유출구(21) 측을 향할수록 입도가 작아져 여과재(16)의 상부영역은 소정의 입도와 균등계수를 가진 모래가 배치된다.

정수탱크(15)의 하부에는 역세시, 불순물이 포함된 역세수를 일시 저장하고 불순물은 침전시키는 보조탱크(24)가 설치되어 있다. 보조탱크(24)의 내부에는 정수탱크(15)로부터 주기적으로 공급되는 역세수를 저장 및 침전시키기 위하여 지그재그 식으로 칸막이(25)가 설치되어 있다.

한편, 원수공급관(14)과 정수탱크(15)의 유입도관(17) 사이에는 원수공급관(14)을 개폐하는 제1밸브(38)가 설치되어 있으며, 정수탱크(15)의 배출도관(22)과 보조탱크(24)의 연결관(27) 사이에는 제2밸브(39)가 설치되어 있다.

이들 제1 및 제2밸브(38,39)는 직류전원에 의해 구동되는 전기제어식 밸브조립체이며, 제1 및 제2밸브(38,39)는 이들을 주기적으로 동작시키는 타이머(29)에 각각 연결되어 있다. 이 때, 제1 및 제2밸브(38,39)는 태양열에 의해서도 동작될 수 있도록 구성할 수 있다.

타이머(29)는 제1밸브(38)의 원수공급관(14) 개방시 제2밸브(39)가 연결관(27)을 차단하도록 하는 정수과정과 제1밸브(38)의 원수공급관(14) 차단시 제2밸브(39)가 연결관(27)을 개방하도록 하는 역세과정을 반복하게 된다.

원수공급관(14)의 정수탱크(15) 인접영역의 수직구간부에는 반경방향을 따라 확장된 공기유입방지부(33)가 형성되어 있어 원수공급관(14) 내에 원수와 함께 유동하는 공기가 정수탱크(15)의 내부로 유입되는 것을 억제시키게 된다. 그리고, 공기유입방지부(33)로부터 화학약품탱크(30)를 향해 상향연장된 구간에는 원수가 역류되는 것을 방지하는 역류방지부(35)가 마련되어 있다.

원수공급관(14)을 포함한 각 도관에는 설비보전 등을 위하여 수동조작에 의해 각 배관을 개폐하는 수동밸브(37a~37d)가 구간별로 설치되어 있으며, 이들 수동밸브(37a~37d)는 필요시 개방 또는 차단하게 되며 통상 일부의 수동밸브(37a~37d)는 개방상태로 있으며, 나머지 수동밸브(37a~37d)는 차단상태로 존재하게 된다.

이러한 구성에 의하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 타이머(29)에 의하여 제1밸브(38)가 개방되면 원수공급부(12)에 일시 수용된 원수는 원수공급관(14)을 따라 하향유동하게 되며, 정수탱크(15)로 유입된 원수는 여과재(16)를 통과하면서 철계이온 및 중금속이온을 포함한 불순물이 걸러지게 되고 여과재(16)를 통과한 정수는 유출도관(20)을 통하여 배출된다.

한편, 사용기간이 경과함에 따라 정수탱크(15)의 여과재(16)의 하부영역에는 원수 내의 불순물이 집적되는데 이러한 경우, 별도의 조치없이 장기간 사용하게 되면 여과재(16)에 의한 여과능력이 감소하게 된다. 이 때, 제1 및 제2밸브(38,39)가 작동되게 된다.

즉, 제1 및 제2밸브(38,39)에 연결된 타이머(29)는 소정 시간이 경과하면, 제1밸브(38)를 차단하고 제2밸브(39)를 개방하여 정수탱크(15) 내의 정수가 하강하도록 하여 유입구(19) 영역에 걸러진 불순물을 제거하는 이른 바, 역세를 하게 된다.

역세과정을 통해 정수탱크(15) 내의 정수는 배출구(23)를 통해 하강하게 되고 이 때, 정수의 하강과 함께 정수탱크(15)의 하부영역에 집적된 불순물을 배출도관(22)을 통해 연결관(27)을 경유하여 보조탱크(24) 내로 유입된다. 이러한 주기적인 역세과정에 따라 여과재(16)에 의해 걸러진 원수 내의 불순물은 보조탱크(24)에 집적되게 된다.

역세 후 소정 시간이 경과하면, 타이머(29)는 다시 제2밸브(39)를 차단하고 제1밸브(38)를 개방함으로써, 원수가 원수공급관(14)을 통해 정수탱크(15) 내로 유입되어 여과재(16)에 의한 여과를 수행하도록 한다.

이와 같이, 본 발명에 의하면, 원수는 수두차를 이용하여 공급하고, 공급된 원수를 여과하는 과정과 불순물이 함유된 역세수를 저장하는 과정이 일정시간동안 반복적으로 이루어질 수 있도록 함으로써, 원수의 유동 및 처리수량 조정을 위한 별도의 소비전력 없이 관리가 매우 용이한 폐수처리장치를 제공할 수 있게 된다.

전술 및 도시한 실시 예에서는, 원수를 폐수처리하는 원수여과처리부(10)를 하나로 구성하여 설명하고 있지만, 처리용량을 고려하여 원수여과처리부(10)를 하나 또는 다수로 구성할 수 있음은 물론이다. 또한, 원수여과처리부(10)를 하나로구성하는 경우에 있어서도 정수탱크(15) 및 보조탱크(24)는 처리용량 및 처리능력을 고려하여 설치개수를 추가할 수 있음은 당연하다.

전술 및 도시한 실시 예에서는, 여과재(16)를 자갈 및 입도가 다른 모래로 구성하여 설명하고 있지만, 활성탄이나 촉매제를 첨가할 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 수두차를 이용하여 원수가 유동되도록 함으로써 원수의 유동 및 처리수량 조정을 위한 별도의 설비구동에 따른 전력공급설비가 소요되지 않으며 관리가 용이하다. 특히, 소정의 입도 및 균등계수의 모래를 여과재로 사용하여 철계이온을 포함한 중금속이온까지 상대적으로 시간이 많이 걸리는 침전과정을 거치지 않고도 여과로 제거할 수 있도록 한 여과식 폐수처리장치가 제공된다. 또한, 본 발명에 따르면, 장치조작을 위하여 별도의 관리 인원을 상주시킬 필요가 없는 우수한 효과를 제공하게 된다.

Claims

여과식 폐수처리장치에 있어서,

원수를 공급하는 원수공급부와;

여과재를 수용하며 하단영역에 상기 원수공급부로부터의 원수가 수두차에 의해 유입되는 유입구가 형성되어 있고 상단영역에 유출구가 형성되어 있는 적어도 하나의 정수탱크와;

상기 정수탱크 하부에 마련되어 상기 정수탱크의 역세시 역세수와 불순물을 저장 및 침전시키도록 상기 정수탱크와 연통되는 연결관을 갖는 적어도 하나의 보조탱크와;

상기 원수공급부와 상기 정수탱크의 유입구 사이에 배치되는 제1밸브와;

상기 보조탱크의 연결관에 마련되는 제2밸브와;

상기 제1 및 제2밸브를 선택적으로 개폐하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과식 폐수처리장치.
제 1항에 있어서,

상기 제1 및 제2밸브는 전기제어식 밸브인 것을 특징으로 하는 여과식 폐수처리장치.
제 2항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 제1 및 제2밸브를 주기적으로 개폐하는 타이머인 것을 특징으로 하는 여과식 폐수처리장치.