KR20010095849A - 오수처리장치용 대나무숯미생물여재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오수처리용 다공성 프라스틱미생물여재에 미생물 담체로서 일정한크기로 가공된 대나무숯(竹炭)을 불규칙하게 충진하여 비표면적을 높혀서 현탁부유물을 포함하는 오염 물질의 수치를 낮출 수 있도록 하는 오수처리시설용 대나무숯미생물여재에 관한 것이다. 본 대나무숯미생물여재는, 공극률이 90%이상 이고, 표면적이 260~300㎠/개 이고 비표면적이 130~150㎡/㎥ 인 프라스틱여재 내에 소정의 규격화된 대나무 숯을 불규칙하게 충진하며, 상기 프라스틱미생물여재는 대나무 숯을 수용하는 내장실을 보유하는 본체와 이 본체에 착탈가능한 덮개를 포함한다. 이에 따라 본 발명은 비표면적이 큰 규격화된 대나무숯을 통하여 미생물 흡착을 양호하게 하여 오수 처리 능력을 증대시키고, 미생물여재 내에 대나무숯을 안전하고 양호한 상태로 충진하고 봉하며 또한, 필요시 분리가 가능토록하여 대나무숯의 재활용과 보충이 가능하게 하며, 대나무숯 충진량을 가감 조절하여 미생물의 흡착 성장 면적을 증감 시킬 수 있으므로 수질 오염도에 따른 용도선택이 자유롭고,오수처리 장치의 소형화를 가능하게 하는 등 오수처리에 경제적이며 환경친화적인 대나무숯을 활용할수 있는 기능을 증대하는 효과를 제공한다.

Description

오수처리장치용 대나무숯미생물여재{Bamboo Charcoal Biological Filter Medium for Waste Water Treatment System}

본 발명은 오수처리시설의 미생물여재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다공성 프라스틱미생물여재에 대나무숯(竹炭)을 불규칙하게 넣어 공극율를 높여서 현탁부유물을 포함하는 오염물질의 수치를 낮출 수 있도록 하는 오수처리시설용 대나무숯미생물여재에 관한 것이다.

일반적으로 담체결합법에 의한 생물적 오,폐수처리는 어느 고체의 겉이나 공극에 유기물들이 부착되면 미생물들이 증식하게 되고 생물질막을 만들어 내게 되면서 유기물의 분해현상이 진행되도록 한다.

오수 및 폐수 처리분야 중 생물학적 처리분야의 주 처리공정인 혐, 호기성 생물처리공정의 미생물담체로 널리 알려져 있는 방법으로는 폴리비닐리덴 또는 나일론 실을 여러 가닥으로 꼬아서 호기성 폭기조에 수직 또는 수평으로 걸어두는 현수생물막 방법과, FRP 나 각종 플라스틱 관을 오, 폐수 속에 일부 잠수시켜 회전시키는 회전 생물막법과 폴리우레탄의 다공성 재질에 미생물을 부착시켜 폭기조내에 유동 시키는 폴리우레탄담체법 등이 널리 사용되고 있다.

이러한 폴리비닐리덴 또는 나이론 실로 만들어지는 생물여재들은 그 표면에 미생물을 착생시켜서 정화력을 촉진시킬 수 있도록 하고 있으나, 미생물이 표면에만 착생하기 때문에 사용중 표면이 균체로 덮여 오수의 흐름을 막을 수 있게 되고, 이로 인하여 정기적으로 표면을 씻어주게 되는 세척공정의 불편함이 발생되고 있다.

그래서 최근에 상기와 같이 생물여재의 표면을 자주 세척하는 불편함을 막기 위한 캡슐형 담체가 개발되어 사용되고 있다.

이 캡슐형 담체는 10~200㎜의 원형 또는 구형의 플라스틱, 철, 스테인레스 등의 각종 재료로 구성된 포획체 표면에 1~5㎜ 정도의 구멍을 뚫어 그 포획체 내부에 활성탄류, 세라믹류, 플라스틱류 등의 담체를 넣어 포획체를 봉한 후 담체로 사용하여 미생물의 유출 및 탈리를 억제하고 있지만, 포획체에 소정의 구멍을 뚫어서 포획하고 있기 때문에 담체 포획공정이 불편하거나 비효율적인 문제가 있다. 또한 활성탄 담체를 사용할 경우 내부 표면적을 크게하여 흡착력을 높일 수 있으나 활성탄이 미세한 분말이므로 포획체의 내부에 충진시키기에는 활성탄 입자 크기 보다 작은 구멍이 필요 하며 적은 구멍때문에 오수의 유동성 불량으로 오수와 활성탄의 접촉이 어렵게되어 활성탄의 사용목적을 얻기 어렵고, 또 오수와 섞인 활성탄이 구멍으로 흘러나와 오수와 혼합되어 다음 처리조로 흘러가므로 장기간 사용이 불가능하게 됨과 동시에 재활용을 이룰 수 없게 되므로 비경제적인 사용을 이루게 되는 문제가 있다. 폴리우레탄 담체의 경우 처리조내에서 오수와 담체의 유동에 의하여 마모가 되어 담체의 손실과 수질오염의 원인이되는 경우도 있다

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 프라스틱미생물여재에 대나무숯담체를 간단하면서 안전하게 충진시킬 수 있도록 하며, 담체의 교환 또는 보충작업이 양호하고 간편하게 이루어지도록 하며, 다공질의 흡착력이 우수하고,고체이며 단단한 대나무숯(竹炭)을 프라스틱미생물여재에 충진 시켜 오수처리 능력을 향상시킬 수 있게 하는 오수처리시설용 대나무숯미생물여재를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 오수를 생물학적 분해 및 여과 처리하기 위해 오수처리시설의 오수처리조 내에 불규칙하게 충진되는 다수의 유동상 또는 고정상의 프라스틱미생물여재에 있어서, 소정의 규격화된 대나무 숯을 프라스틱미생물여재 내에 불규칙하게 충진하여 구성된다.

여기서 상기 대나무 숯은 비표면적이 200∼300㎡/g정도 이며, 상기 프라스틱미생물여재는 대나무숯을 수용하는 내장실이 마련 보유하는 본체와, 이 본체에 대응하여 결속되는 후크를 부착한 덮개를 포함한다.

또한, 프라스틱미생물여재는 원뿔 형태로 이루어진 본체에 나선부를 통하여 나선결합되는 덮개를 포함하여 이루어지고 있다.

도 1 은 본 발명에 의한 대나무숯미생물여재가 충진된 오수처리시설의 구성도로써,

(a)는 여과조에 대나무숯미생물여재가 충진된 상태이며,

(b)는 폭기조에 대나무숯미생물여재가 충진된 상태이고,

도 2 는 본 발명에 의한 대나무숯미생물여재의 분해사시도이고,

도 3 은 본 발명에 의한 대나무숯미생물여재의 종단면도이고,

도 4 는 본 발명의 다른 일 실시예로써,

(A)는 덮개가 나선 결합되는 상태의 분해사시도이고,

(B)는 덮개가 끈으로 묶어진 상태의 종단면도이고,

도 5 는 본 발명의 또 다른 일실시예의 종단면도이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

10; 여과조 20; 프라스틱 미생물여재

22; 내장실 24; 본체

26; 리브 28; 여과공

30,30a,30b; 덮개 32; 후크

34; 나선부 36; 끈

40; 대나무숯(竹炭) 100; 오수처리시설

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 오수처리시설용 대나무숯미생물여재를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1(a)(b)는 본 발명에 의한 대나무숯미생물여재가 여과조와 폭기조내에 유동 또는 고정상으로 설치된 오수처리시설의 구성도이고, 도 2 는 본 발명에 의한 대나무숯미생물여재의 분해사시도이고, 도 3 은 본 발명에 의한 대나무숯미생물여재의 종단면도이다.

본 발명의 오수처리시설용 미생물여재는 도 1(a),(b) 내지 도3에 도시된 바와 같이 오수를 생물학적 분해 및 여과처리하기 위하여 유량조정조(1)와 제1폭기조(2)와 제2폭기조(3) 및 여과조(10)로 이루어지는 오수처리시설(100)과, 여과조(10)가 없고 침전조(4)를 설치한 오수처리시설(100)이 각각 구성되어 있고, 제1 및 제2폭기조(2)(3)와, 상기 여과조(10) 내부에는 유동상 또는 고정상이며 불규칙적으로 다수개의 대나무숯미생물여재(20)가 소정 량 충진되어 있다.

여과조(10)는 주입되는 오수의 유량(流量)을 조정하여 유입되는 오수 중 소정의 량 만이 공급될 수 있도록 설치되어 있다.

제1폭기조(2) 및 제1폭기조(3)와 여과조(10) 내에 충진되어 있는 프라스틱미생물여재(20)는 폴리에틸렌을 주원료로 성형제작되는데 상부가 개방되어 있으며, 내부에는 수용공간의 내장실(22)이 마련되는 본체(24)로 이루어지고 있다. 상기 본체(24)의 원주방향으로는 내외측을 향해 다수개의 리브(26)가 돌출되어 있으며, 또한 본체(24)에는 관통된 다수개의 여과공(28)이 마련되어 있으며 사각, 원기둥 마름모꼴 및 원뿔 형태로 이루어진다. 또한 본체(24)의 개방측으로는 덮개(30)가 개폐 가능하게 배치되어 있다.

덮개(30)는 판상의 격자무늬로 이루어지고 있으며, 하부의 가장자리 소정지점으로 본체(24)에 대응하는 후크(32)가 부착되어 내장실(22)에 충진된 대나무숯 (40)의 안전한 상태를 유지하면서 교환 또는 보충을 용이하게 한다.

여기서 상기 덮개(30)는 후크방식 외에 도 4에서와 같이 덮개(30)의 외연과본체(24)의 내연에 나선부(34)를 형성하여 나선결합되는 형태로 구비하거나 덮개(30)가 본체(24)의 상면에 배치된 상태에서 끈(36)으로 묶어 고정한다. 프라스틱미생물여재(20)에 충진되는 대나무숯(40;竹炭)은 표면적이 200∼300㎡/g 이며, 상기 대나무숯(40)은 본 실시예에서 프라스틱여재 1개에 대나무숯 1g을 추진할 경우 (1g ×200∼300㎡/g ×5000개/㎥), 프라스틱여재의 비표면적이 약1,000,000 ∼

1,500,000㎡/㎥이 되므로 폴리우레탄 담체의 22000㎡/㎥인 경우보다 무려 50∼70배의 비표면적이 증가된다. 만약 프라스틱미생물여재(20) 1개 내에 대나무숯(40)을 20g을 충진한다면 20,000,000∼30,000,000㎡/㎥ 정도의 넓은 비표면적을 얻을 수 있게 된다. 따라서 대나무숯 충진량을 가감하여 비표면적을 조절 가능하므로 용도에 따라 선택이 가능하고, 폭기조 또는 여과조의 충진량을 최소화 할 수 있어 오수 처리시설을 최소로 축소시킬 수 있다.

상기 대마무숯(40)은 구멍의 단면이 하니콤(벌집모양, 육각형) 관상을 하고 있으며, 그 크기도 균일하지 않고 천만분의 일 밀리미터(옹그스트롬, Å) 단위의 것에서 부터 천분의 일 밀리미터(마이크론, ㎛) 단위의 것에 이르기까지 크고 작은 여러 가지가 분포하고 있다. 또한 구멍의 표면에는 대나무의 주요성분이 셀룰로오스류나 리그닌이 탄화의 과정에서 열분해된 흔적이 복잡한 형상을 남기고 있다. 그리고 모든 구멍이 바깥으로 통하고 있기 때문에 공기나 물이 통과하기 쉽고, 그 만큼 외부로 부터 영양분도 빨아들이기 쉽도록 되어 있어 구멍에 착생하는 미생물이 증식함에 있어서 매우 적합한 환경을 만들고 있다.

이와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명은 오수가 유량조정조를 통하여 접촉폭기조를 거쳐 1차 미생물처리되어 침전조에서 침전된 후 여과조(10)로 유입된다. 여과조(10)내에 유입된 오수는 불규칙하게 다수개 충진되어 있는 프라스틱미생물여재(20)에 난류를 일으키면서 순환된다.

그리고 프라스틱미생물여재(20)는 내부의 내장실(22)에 규격화된 대나무숯(40)이 다수개 충진된 상태로 오수와 접촉하게 되므로 미생물의 흡착력을 극대화하여 효율이 좋은 처리를 이룰 수 있게 한다. 대나무숯(40)은 비표면적이 200∼300㎡/g 이어서 소량을 충진시켜도 흡착기능을 높힐 수 있으며 탄화도가 균일하며 탄질이 단단하여 장기간 흐르는 물속에서 사용하여도 파손되지 않고 물친화성이 뛰어나서 양호한 유동성을 가짐과 동시에 저렴하고 내구성이 뛰어나며 폐기처리시 주변환경에 대한 악영향이 적어 경제적이면서 안전한 사용을 이루 수 있게 한다. 또한, 장기간 세척작업을 하지 않고도 우수한 흡착력을 유지하여 오수 정화작용을 안정되게 한다.

한편, 프라스틱미생물여재(20)의 본체(24) 표면에는 다수개의 여과공(28)을 형성하고 있어 오수의 순환을 원활하게 하고 장기간 여재의 막힘을 방지하면서 안전한 사용을 이룰 수 있게 되고, 본체(24)의 내,외 표면에는 다수개 마련되어 있는 리브(26)에 의하여 강도를 높여 오수처리시 손상됨이 없이 안전한 사용을 이루게 한다.

미생물여재(20)의 본체(24) 내에 충진된 대나무 숯(40)은 덮개(30)에 의하여 봉하게 되는데, 덮개(30)는 후크(32), 나선부(34), 끈(36)등으로 착탈가능하게 조립되어진다.

즉, 본체(24)의 내장실(22)에 규격화된 대나무숯(40)를 충진한 후 후크(32)가 부착된 덮개(30)를 눌러 닫으면 후크(32)가 본체(24)의 상부측 여과공(28)과 결속하여 안전한 조립상태를 유지하게 되고, 만일 충진된 대나무숯(40)을 꺼내어 세척할 경우나 보충할 경우에는 후크(32)를 내측방향으로 밀어 오므리면 결속력이 상실하게 되어 덮개를 본체(24)로 부터 이탈시켜 요구하는 작업을 수행할 수 있다. 또한, 나선부(34)로 이루어진 덮개(30a)를 사용할 경우에는 덮개(30a)를 본체(24)에 대응한 상태로 시계방향 또는 반시계방향으로 돌려주게 되면 나선에 의하여 착탈을 이룬다. 또한 평판으로 이루어진 덮개(30b)의 경우에는 격자무늬상의 홈과 본체(24)의 여과공(28)으로 끈(36)을 넣어 결박함으로써 안전한 결착상태를 유지할 수 있다.

여기서 본체(24)에 대응하는 덮개(30)의 체결수단은 균등한 범위 이내의 것이라면 이에 국한하지 않는다.

이와 같은 본 발명의 오수처리시설용 대나무숯미생물여재는 비표면적이 큰 규격화된 대나무숯을 오수처리에 활용하므로서 미생물 흡착을 양호하게 함과 동시에 오수 정화력을 증대시키고, 프라스틱미생물여재 내에 대나무숯을 안전하고 양호한 상태로 충진하고 봉하며 또한, 필요시 분리가 가능토록하여 대나무숯의 재활용과 보충이 가능하게 하고 대나무숯 충진량을 가감하여 미생물 흡착 면적을 증감 시킬수있으므로 오염도에 따른 용도 선택이 자유롭고, 오수처리장치의 소형화를 가능하게하는 등 오수처리시 경제적이며 환경 친화적인 대나무숯을 활용 할 수 있는기능을 증대하는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 오수를 생물학적 분해 및 여과 처리하기 위해 오수처리시설의 오수처리조 내에 불규칙하게 충진되는 다수의 대나무숯미생물여재에 있어서;

   소정의 규격화된 대나무 숯을 프라스틱미생물여재 내에 불규칙하게 다수개 충진하여 구성된 것을 특징으로 하는 오수처리시설용 미생물여재.
2. 청구항 1에 있어서;

   상기 프라스틱미생물여재 내에 충진된 단위 대나무 숯은 비표면적이 200∼300㎡/g 으로 이루어진 것을 특징으로 하는 오수처리장치용 미생물여재.
3. 청구항 1에 있어서;

   상기 프라스틱미생물여재는 대나무 숯을 수용하는 내장실를 보유하는 본체와 이 본체에 대응하는 후크를 부착한 덮개를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 오수처리시설용 프라스틱미생물여재.
4. 청구항 1에 있어서;

   상기 프라스틱미생물여재는 원뿔 형태로 이루어진 본체에 나선부를 통하여 나선결합되는 덮개를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 오수처리시설용 프라스틱미생물여재.