KR200161832Y1 - 오폐수처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 생활오수 또는 공장페수등에서 배출되는 오폐수를 처리하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 전기전해방식을 사용하여 오폐수처리시간이 단축되고, 가정이나 소규모사업장에서 사용할 수 있도록 콤팩트화된 오폐수처리장치에 관한 것이다.
본 고안의 오폐수처리장치는, 표면의 일측부에는 오폐수가 유입되는 유입파이프(13) 구멍이 형성되고 다수의 구동용모터(111,112,113,114,115)가 설치된 상부개폐케이스(11); 오폐수에서 플럭을 형성하기 위한 약품을 저장하는 약품저장조(126a,126b,126c)와, 유입파이프(13)로부터 유입되는 오폐수를 일시저장하고 수소이온농도를 측정하는 pH센서(135)가 설치되어 있으며 약품저장조(126a,126b,126c)로부터 펌프(131,132, 133)를 통하여 투입되는 약품이 혼합되는 약품반응조(121)와, 상기 약품반응조(121)로부터 화학반응에 의하여 플럭이 형성된 오폐수를 전해하기 위한 것으로 다수의 전극(134)가 설치된 전기전해조(122)와, 상기 전기전해조(122)로부터 토출되는 오폐수를 교반하기 위한 한 쌍의 교반조(123,124)와, 교반조(124)로부터 토출되는 오폐수중의 오물을 침전시키고 처리된 물을 배출하는 최종토출밸브(141)를 가진 침전조(125)가 일체화된 본체(12); 그리고 오폐수처리장치의 구동모터와 펌프를 제어하는 제어반(14)으로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

오폐수처리장치
본 고안은 생활오수 또는 공장폐수등에서 배출되는 오폐수를 처리하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 전기전해방식을 사용하여 오폐수처리시간이 단축되고, 가정이나 소규모사업장에서 사용할 수 있도록 콤팩트화된 오폐수처리장치에 관한 것이다.
대규모공장에서 배출되는 오폐수는 의무적으로 정화처리시설을 통과시켜서 정화한 후에 배출되도록 규정하고 있기 때문에 환경오염가능성이 감소하고 있지만, 가정이나 음식점과 같은 소규모사업장에서 배출되는 오폐수는 거의 정화되지 않은 상태로 하수도를 통하여 배출되므로 환경오염의 주범으로 인식되고 있다.
그러나, 대규모적인 오폐수처리장치는 통상적으로 화학적,생물학적인 처리장치를 이용하고 있으나 계절의 변화, 폐수의 성상변화, 및/또는 온도변화에 적절히 대응하지 못하기 때문에 많은 비용과 공간을 차지함에도 불구하고 오폐수처리효율이 저하되는 문제점이 있었다.
또한 종래 사용되는 대부분의 오폐수처리장치는 장치설비에 많은 비용이 소요되고 있으며 또한 대규모적인 공간을 차지하기 때문에 가정이나 음식점 또는 병,의원과 같이 오염정도가 심한 소규모사업장에서 설치하는데 많은 어려움이 있었다. 특히 병,의원에서 발생되는 오폐수는 병원균에 감염된 체로 방출되는 경우가 많기 때문에 이것을 처리하는데 많은비용이 소요되어서 국가적인 차원에서 대처하여야 하는 문제로 대두되고 있다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 전기전해법을 사용함으로서 오폐수처리공정이 간략화되어서 처리효율이 제고되는 오폐수처리장치를 제공하는데 있다.
본 고안의 다른 목적은 가정이나 음식점 또는 병,의원과 같은 소규모사업장에서 발생되는 오폐수를 용이하게 처리할 수 있도록 콤팩트화된 오폐수처리장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 오폐수처리장치는, 표면의 일측부에는 오폐수가 유입되는 유입파이프(13) 구멍이 형성되고 다수의 구동용모터(111,112, 113,114,115)가 설치된 상부개폐케이스(11); 오폐수에서 플럭을 형성하기 위한 약품을 저장하는 약품저장조(126a,126b,126c)와, 유입파이프(13)로부터 유입되는 오폐수를 일시저장하고 수소이온농도를 측정하는 pH센서(135)가 설치되어 있으며 약품저장조(126a,126b,126c)로부터 펌프(131,132, 133)를 통하여 투입되는 약품이 혼합되는 약품반응조(121)와, 상기 약품반응조(121)로부터 화학반응에 의하여 플럭이 형성된 오폐수를 전해하기 위한 것으로 다수의 전극(134)가 설치된 전기전해조(122)와, 상기 전기전해조(122)로부터 토출되는 오폐수를 교반하기 위한 한 쌍의 교반조(123,124)와, 교반조(124)로부터 토출되는 오폐수중의 오물을 침전시키기 위한 침전조(125)가 일체화된 본체(12); 그리고 오폐수처리장치의 구동모터와 펌프를 제어하는 제어반(14)으로 구성됨을 특징으로 한다.
도 1은 본 고안에 의한 오폐수처리장치의 외관사시도,
도 2는 도 1의 오폐수처리장치의 평면도,
도 3은 도 1의 A-A선에 따른 측단면도,
도 4는 본 고안의 오폐수처리장치의 작동상태를 도시한 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 오폐수처리장치, 11: 상부개폐케이스,
12: 본체, 13: 유입파이프,
14: 제어반, 111,112,113,114,115: 모터,
121: 약품반응조, 122: 전기전해조,
123,124,125: 교반조, 126a,1126b,126c: 교반조,
127: 파이프연장공간, 131,132,133: 펌프,
134: 전극, 135,136,137: 토출구,
138: 드레인(drain) 밸브, 141: 최종토출밸브.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 고안의 오폐수처리장치를 상세히 설명하면 다음과 같다. 먼저 본 고안의 장점을 표 1을 사용하여 종래 사용되는 오폐수처리방법과 본 고안의 오폐수처리장치를 비교 설명한다.
항 목 종래 방법 전기전해법
설치면적 면적이 넓다 기존방법의 80%이상감소
운전비용 많이 든다 기존방법의 40~60%이상감소
기후변화 온도변화가 있을 경우 처리가 불안전하다 영향이 없다
폐수농도변화 과,빈영양의 폐수가 유입될 때 처리가 불안전하다 영향이 없다
색도제거 완벽하게 제거되지 않는다 완벽하게 제거된다
슬러지발생량 많다 기존방법의 30% 이상감소
화공약품사용 많이 사용하기 때문에 2차오염이 우려된다 기본적으로 사용하지 아니한다
시험운전 불가능하다 가능하다
용존물질(TDS) 제거 어렵다 가능하다
처리후 재사용 어렵다 가능하다
오일이 함유된 폐수 처리가 어렵다 문제가 없다
퇴적물의 처리 불가능하다 가능하다
처리후 수질 일정하지 않다 항상 일정하다
2차오염문제 과도한 화공약품사용으로 2차오염문제발생우려 2차오염문제가 없다
상기에서 보는 바와 같이 본 고안에 의한 오폐수처리장치는 소규모로 구성이 가능하므로 가정이나 소규모사업장에서 용이하게 이용이 가능한 것이다.
도 1은 본 고안에 의한 오폐수처리장치(1)의 외관사시도이다. 도시된 바와 같이, 상부개폐케이스(11)와 본체(12)로 구성됨을 알 수 있다. 상기 상부개폐케이스(11)의 상부표면에는 다수의 구동모터(111,112,113,114,115)가 일정한 간격으로 설치되어 있다. 또한 상부개폐케이스(11)의 일측면에는 유입파이프(13)가 통과하는 구멍(11a)이 형성되어 있다. 상기 구동모터(111,112,113,114, 115)들의 주목적은 하부에 설치된 다수의 조(후에 상세히 설명됨)의 내용물을 교반하여 섞이지 않도록 하는데 있다.
상기 상부개폐케이스(11)와 결합되는 본체(12)는 직육면체형상을 가지고 있으며 그 내부가 다수의 조(槽)로 분리되어 있다. 상기 조들은 각각 약품반응조(121), 전기전해조(122), 약품저장조(126a,126b,126c)(도 2에서 상세히 설명됨), 그리고 다수의 교반조(123, 124,125)로 구성되어 있으며, 특히 각각의 조들이 서로 인접하여 구성됨을 알 수 있다.
상기 상부개폐케이스(11)와 본체(12)가 완전히 결합되면 구동모터(111)는 약품저장조(126a), 구동모터(112)의 회전축은 약품저장조(126b), 구동모터(113)는 약품저장조(126c) 내부로 연장된다. 따라서 구동모터(111,112,113)에 전원이 인가되면 회전축이 회전하고 회전축의 단부에 부착된 회전날개에 의하여 저장된 약품이 경화되지 않도록 교반한다.
상세히 도시되지 않았지만 약품저장조(126a,126b,126c)에는 각각 펌프가 연결되어 있으며 필요한 약품량을 약품반응조(121)로 투입하는 역할을 수행한다. 또한 구동모터(114,115)는 각각 교반조(123)과 교반조(124) 내부로 회전축이 연결되어서 오폐수를 교반시켜 플록(FLOC)과 물이 분리되는 것을 촉진한다. 또한 약품의 정확한 투입량을 산출하기 위해서 유입파이프(13)의 전단에 유량측정장치를 부착하는 것이 가능하다. 즉 단위시간당 유입량을 측정하고 이에 상응하는 약품투입량을 산출하여 약품을 투입함으로서 효율적으로 오폐수를 처리하는 것이 가능하다.
본체(12)의 전면측면에는 구동모터(111,112,113,114,115)와 펌프의 작동상태를 제어하는 제어반(14)이 설치되어 있다. 제어반(14)의 스위치를 눌러줌으로서 작업자는 구동모터와 펌프의 작동상태를 조정할 수 있다. 또한 제어반(14)에는 유입파이프(13)를 통하여 유입되는 오폐수의 수소이온농도(pH)를 측정하는 pH센서(도 2의 135)가 더 설치되어 있다. 초기운전시에 작업자는 유입되는 오폐수의 수소이온농도를 측정하고 이것을 중화시키는데 필요한 약품량을 산출하여 펌프를 제어하여 필요한 약품량을 투입하는 것이다.
상기 약품저장고(126a,126b,126c)에 저장되는 약품의 예를 들면 PACS(폴리알미늄클로라이드설파이트), NaOH, 고분자응집제등이 될 수 있다. 이것들은 액상 또는 고체상으로 투입된 후에 펌프에 의하여 약품반응조(121)로 투입된다.
도 2와 도 3은 각각 본 고안에 의한 오폐수처리장치의 평면도와 A-A선 절단면도로서, 직사각형의 오폐수처리장치(1)가 다수의 기능을 가진 조로서 분리되며 각각 사각형의 형상을 가짐을 알 수 있다.
그러나 본 고안에서는 모두 동일한 크기의 조로서 도시되었지만 이것은 오폐수의 처리용량에 따라서 크기를 가변할 수 있음을 본 고안이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이다. 예를 들어서, 약품저장조(126a,126b,126c)의 크기를 감소시키고 오폐수가 임시저장되어서 약품과 반응하여 플럭이 형성되는 약품반응조(121)의 크기를 증가시키는 것도 가능하다.
전기전해조(122)에는 내부에 전원이 인가되면 전기가 입력되어서 오폐수중의 미세입자를 분해하는 다수의 전극(134)이 설치되어 있다. 상기 약품반응조(121)와 전기전해조(122)에서의 오폐수처리과정은 다음과 같다.
유입파이프(13)를 통과하는 오폐수는 기름을 포함하고 있으며, 폐수 또는 폐유를 분해조를 통과하면서 전기분해작용에 의하여 산화, 환원, 분해, 가스발생, 응집, 흡착 등의 복합작용으로 인하여 물과 기름이 분리되고, 분리된 기름이 플럭화되어서 부상함으로서 용이하게 제거할 수 있는 특징을 가진다.
이러한 플럭의 형성을 촉진하기 위하여 약품반응조(121)에서 약품저장조(126a,126b,126c)로부터 응집제 또는 고분자응집제들이 투입될 수 있다. 분리된 플럭은 고형화되고 압축되면 수분이 포함된 상태의 1/15∼20의 부피를 가지게 되므로 슬러지발생량이 현저히 감소되는 효과가 있다.
또한 전기분해에 의하여 생성된 H+와 OH-에 의하여 중금속이 각각 Cu(OH)2, Zn(OH)2, Pb(OH)2, Fe(OH)2, Cd(OH)2, Ni(OH)2, Mg(OH)2, Al(OH)2, Mn(OH)2, Cr(OH)2, Sn(OH)2, Co(OH)2로 결합되어 제거됨으로 중금속을 거의 제거할 수 있다. 상기 전기전해조(122)의 전극은 양극 및 음극으로 구성되며, 전극은 스테인레스스틸 또는 스틸로 구성하는 것이 바람직하다.
전기전해조(122)에서 중금속이 제거된 오폐수는 교반조(123,124)를 통과하면서 적정하게 교반된다. 이 때 교반조(123)는 급속교반조로서 구동모터(114)의 회전속도를 빠르게 운전하여 달성한다. 급속하게 교반된 후에 오폐수는 토출구(136)를 통하여 완속으로 교반되는 교반조(124)로 이동된다.
이 때 오폐수가 이동되는 토출구(135,136,137)는 도 3에서 보는 바와 같이, 높이가 서로 다름을 알 수 있다. 즉 전기전해조(122)로부터 토출된 오폐수는 토출구(136)를 통하여 낙차에 의하여 이동된 후에 교반조(123)에서 충분히 교반되면서 오폐수가 계속적으로 유입되므로 자연적으로 밀려서 다음의 교반조(124)로 이동하게 된다. 이것은 오폐수를 펌프와 같은 수단을 사용하지 않고서도 이동시키는 것이 가능하므로 제조원가가 절감되는 효과가 있는 것이다.
하기의 표들은 본 고안의 오폐수처리장치를 통과하기 전과 통과한 후의 축산폐수, 오수, 및 세차장폐수의 중금속제거상태를 나타내는 실험측정치로서 제거효율이 탁월함을 알 수 있다.
축산폐수
항 목 원 수 처 리 수 처 리 율
BOD 2400ppm 20ppm 99.2%
COD 1800ppm 1599ppm 99.2%
SS 1450ppm 1099ppm 99.3%
탁도 1850° 10° 99.5%
대장균 45500 불검출 100%
질소 650ppm 15ppm 97.7%
인 20 ppm 1 ppm 95%
오수
항 목 원 수 처 리 수 처 리 율
BOD 251ppm 10ppm 96%
COD 165ppm 6ppm 96.4%
SS 55ppm 5ppm 91%
질소 51ppm 8ppm 84.3%
인 12ppm 불검출 100%
세차장쳬수
항 목 원 수 처 리 수 처 리 율
COD 210ppm 8ppm 96.2%
SS 75ppm 4ppm 94.7%
유분 35ppm 불검출 100%
상기와 같은 구성을 가진 본 고안의 작동상태를 도 4의 흐름도를 참고하여 설명하면 다음과 같다. 유입파이프(13)를 통하여 오폐수가 약품반응조(12)에 유입되면 설치된 pH센서(135)를 사용하여 수소이온농도를 측정하고 이것을 중화시키는데 요구되는 약품을 선택적으로 투입한다. 이 때의 투입상태는 작업자가 제어반(14)에 설치된 특정기능스위치를 조작하여 달성할 수 있다.
펌프(131,12,133)를 통하여 약품이 투입된 후에 오폐수는 전기전해조(122)에 유입된다. 상기 전기전해조(122)에는 전극(134)이 설치되어 있기 때문에 상기에서 설명된 것과 같은 전기적인 오염물질제거작업이 수행된다. 본 고안의 상부개폐케이스(11), 본체(12)등은 PVC 또는 스테인레스스틸을 사용하여 제조함으로서 내구성을 높일 수 있다.
전기전해조(122)를 통과한 오폐수는 교반조(123,124)를 통과한 후에 다시 침전조(125)에서 오폐수중에 포함되었던 오염물질이 침전되고 깨끗한 상태로 변성된 물이 최종토출밸브(141)를 통하여 토출된다. 따라서 토출된 물은 식용으로 사용하기에는 부적합하지만 빨래 또는 변기에서 허드레물로 사용할 수 있으므로 수도물사용효율을 제고할 수 있으며 에너지절약과 수돗물의 절약이 가능하다.
또한 오폐수처리동작이 수행되지 않는 경우에 조에 저장된 오폐수를 강제배출할 수 있도록 다수의 드레인(drain) 밸브(138)가 설치되어 있다. 이것은 주기적으로 오페수처리장치를 청소할 때 매우 유용하게 사용될 수 있음을 본 고안이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이다.
상기와 같이 본 고안에 의하면 전기전해법을 사용함으로서 오폐수처리공정이 간략화되어서 처리효율이 제고되며, 가정이나 소규모사업장에서 사용할 수 있는 이점이 있는 것이다.
본 고안은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 고안의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 고안이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 실용신안등록청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (3)

  1. 표면의 일측부에는 오폐수가 유입되는 유입파이프(13) 구멍이 형성되고 다수의 구동용모터(111,112,113,114,115)가 설치된 상부개폐케이스(11);
    오폐수에서 플럭을 형성하기 위한 약품을 저장하는 약품저장조(126a,126b,126c)와, 유입파이프(13)로부터 유입되는 오폐수를 일시저장하고 수소이온농도를 측정하는 pH센서(135)가 설치되어 있으며 약품저장조(126a,126b,126c)로부터 펌프(131,132, 133)를 통하여 투입되는 약품이 혼합되는 약품반응조(121)와, 상기 약품반응조(121)로부터 화학반응에 의하여 플럭이 형성된 오폐수를 전해하기 위한 것으로 다수의 전극(134)가 설치된 전기전해조(122)와, 상기 전기전해조(122)로부터 토출되는 오폐수를 교반하기 위한 한 쌍의 교반조(123,124)와, 교반조(124)로부터 토출되는 오폐수중의 오물을 침전시키고 처리된 물을 배출하는 최종토출밸브(141)가 설치된 침전조(125)가 일체화된 본체(12); 그리고
    오폐수처리장치의 구동모터와 펌프를 제어하는 제어반(14)으로 구성됨을 특징으로 하는 오폐수처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전기전해조(121), 및 교반조(123,124)에서 오폐수를 토출하기 위한 토출구(135,136,137)가 서로 다른 높이를 가짐으로서 오폐수가 낙차에 의하여 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 오폐수처리장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전기전해조(121), 교반조(123,124), 및 침전조(125)의 하부측면에 잔류하는 오폐수를 자연배출하기 위한 드레인밸브(138)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 오폐수처리장치.
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