KR20020076659A - 오폐수 처리설비 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 화장실이나 축사에서 배출되는 배설물 등의 오폐수를 물리적, 화학적, 전자기적으로 정화시켜 재활용할 수 있도록 한 오폐수 처리설비를 제공함에 있다.

이에 본 발명은 화장실이나 축산폐수, 공장폐수, 쓰레기 침출수 등의 오폐수에 함유되어 있는 비닐이나 플라스틱 등의 이물질을 걸러내기 위한 스크린조와, 스크린조를 거친 오폐수가 체류되면서 고형물의 분리가 이루어지는 저류조, 전기분해와 약품 및 교반에 의한 응집처리가 이루어지는 응집침전조와 침전조, 침전조를 거친 처리수를 여과처리하기 위한 여과조를 포함하는 오폐수 처리설비를 제공한다.

Description

오폐수 처리설비{Treatment Equipment of Wastewater}

본 발명은 하수처리설비에 관한 것으로, 특히 축사폐수 등을 단시간 내에 효율적으로 처리할 수 있도록 된 오폐수 처리설비에 관한 것이다.

일반적으로 알려져 있는 오,폐수의 처리방법은 활성오니법을 비롯한 장기폭기법, 접촉산화법 및 살수여상법 등 여러가지 방법이 있으며, 상기한 방법들은 호기성 미생물균을 증식 배양시켜 상기 미생물이 유기질을 분해시키는 처리방법으로서, 오,폐수 중에 유입되는 부유물을 1차 침전조에서 제거하고, 일정한 용존산소를 유지시켜 호기성 미생물을 배양 증식시키기 위한 폭기조를 비롯하여 2차 침전조 등을 필요로 함으로서, 상기 오,폐수 처리를 위한 구조물이 대형화되고 처리 구조가 복잡하게 되는 단점이 있다.

미생물에 의한 오,폐수의 생물학적 처리방법에 있어서는, 미생물이 일정한 용적안에서 일정시간 경과되어야 배양 번식되고 배양번식된 미생물은 오,폐수 중에 용해되어 있는 유기물을 분해, 발효, 산화시키는 공정으로서 처리과정에서 생성되는 암모니아, 황화수소, 메틸메르캅탄 등에 의해 악취가 심하게 발생되며, 질소, 인 등의 영양염류의 제거효율이 낮아 부영양화를 유발하는 등 많은 문제점이 있는 것이다.

특히 축사 등에서 배출되는 오폐수를 처리하기 위해서는 통상의 정화장치 등을 통해 정화시켜 하천 등에 방류시키거나, 톱밥 등을 퇴비화하는 방법이 보편적으로 사용되어져 왔었다.

그러나, 상기한 통상의 정화장치에 의해 오폐수를 정화시킨 정화수를 하천 등에 방류시키는 방법의 경우에는 정화장치의 관리소홀로 인해 미처리된 오폐수를 방류시키는 경우가 발생되었으며, 또한, 국가정책적으로 무배출 시책을 권장하므로 오폐수를 무단으로 방류하는 경우가 발생되는 등 오폐수처리로 인하여 축산농가의 작업을 가중시켜 왔었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 요구사항에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 화장실이나 축사에서 배출되는 배설물 등의 오폐수를 물리적, 화학적, 전자기적으로 정화시켜 재활용할 수 있도록 한 오폐수 처리설비를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은본 발명에 따른 오폐수처리설비의 개략적인 도면,

도 2는 본 발명에 따른 오폐수처리설비의 오폐수처리 흐름을 도시한 흐름도,

도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 오폐수처리설비를 도시한 개략적인 도면,

도 4는 본 발명에 따른 도 3의 부분 상세도,

도 5는 본 발명에 따른 오폐수 처리설비에서 스컴스키머를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 스크린조 12 : 스크린망

13 : 연결관 20 : 저류조

21 : 차단판 30 : 약품조

40 : 수처리조 41,43 : 전극판

42 : 회전바 50 : 침전조

51 : 파이프 52 : 스컴스키머

53 : 본체 55 : 고정판

57 : 유동판 60 : 여과조

61 : 여과판 62 : 배출관

70 : 재활용조 71 : 폭기관

80 : 농축저류조 90 : 농축조

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 이물질을 걸러내기 위한 스크린조와, 고형물의 분리가 이루어지는 저류조, 응집침전이 이루어지는 응집침전조, 응집침전조를 거친 처리수를 여과처리하기 위한 여과조를 포함하여 이루어진다.

이하 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은본 발명에 따른 오폐수처리설비의 개략적인 도면이고, 도 2는본 발명에 따른 오폐수처리설비의 오폐수처리 흐름을 도시한 흐름도이다.

상기한 도면에 의하면, 본 발명은 화장실이나 축산폐수, 공장폐수, 쓰레기 침출수 등의 오폐수에 함유되어 있는 비닐이나 플라스틱 등의 이물질을 걸러내기 위한 스크린조(10)와, 스크린조(10)를 거친 오폐수가 체류되면서 고형물의 분리가 이루어지는 저류조(20), 전기분해와 약품 및 교반에 의한 응집처리가 이루어지는 응집침전조와 침전조(50), 침전조(50)를 거친 처리수를 여과처리하기 위한 여과조(60)를 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 스크린조(10)는 오폐수가 담기는 탱크 상부에 격자형태의 스크린망(12)이 설치된 구조로, 스크린망(12)은 통형태로 되어 있어서, 유입관(11)을 통해 스크린조(10)로 투입되는 오폐수가 통형태로 된 스크린망(12)의 저면과 측면을 통과하여 탱크 내부로 유입되면서 오폐수에 포함된 이물질이 걸러지는 구조로 되어 있다.

상기 저류조(20)는 스크린조(10) 측면에 위치하고 스크린조(10) 상부를 통해 연결관(13)을 통해 연결된 구조로 되어, 연결관(13)을 통해 넘어온 오폐수에 함유된 고형물의 침전이 이루어진다. 저류조(20)의 하부는 농축저류조(80)로 연결되어 침전된 고형물을 농축저류조(80)로 배출시키는 구조로 되어 있다.

또한, 도 2에서 도시된 바와 같이 저류조(20)의 연결관(13) 하부에는 연결관 (13)을 통해 투입되는 오폐수가 부딪혀 일단 감속되도록 차단판(21)이 설치되어 오폐수가 일정유속으로 저류조에 투입될 수 있도록 되어 있다.

상기 응집침전조는 저류조(20)에 연결되어 저류조(20)를 거친 오페수에 응집제를 투입하여 1차 응집침전반응을 일으키는 약품조(30)와, 전기응집반응에 의해 오폐수 속에 포함되어 있는 여러 형태의 슬러지들을 응집 처리하기 위한 수처리조(40) 및 응집 침전된 슬러지를 처리하기 위하여 응집침전조 하부를 통해 연결되는 농축조(90)를 포함하여 이루어진다.

수처리조(40)에서는 전원이 인가되는 다수개의 극판(41)이 설치되어 전하를 받은 중금속, 유기물, 무기물 등 폐수에 함유되어 있는 오염물질(슬러지)들을 응집시키게 된다.

또한, 본 발명의 또다른 실시예에 따르면 수처리조에 설치되는 극판의 구조를 달리할 수 있는 데, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 수처리조(40) 중앙부에 수직으로 회전바(42)가 설치되고, 회전바의 일측 선단에는 회전바를 회전시키기 위한 구동수단(도시되지 않음)이 설치되며, 회전바의 외주면을 따라 일정각도로 다수개의 전극판(43)이 부착설치된 구조로 되어 있다.

전극판은 3개 정도가 한조를 이루어 회전바를 따라 일정간격을 두고 배열설치되며, 각 조 간에는 회전바를 따라 180도 또는 120도 간격으로 배열 설치될 수 있다.

따라서 회전바가 천천히 수처리조 내에서 회전하게 되면 회전바를 따라 설치된 전극판이 수조내를 회전이동하면서 극판에 의한 전기응집반응을 더욱 촉진시킬 수 있게 된다.

상기 침전조(50)는 수처리조(40)를 거쳐 유입되는 처리수의 플럭을 제거하기 위한 것으로, 상부에 부유하는 미세플럭을 제거하기 위한 플롯스컴스키머(floatscum skimmer;52)를 포함하여 이루어진다. 또한, 침전조(50) 하단은 농축조(90)와 연결되어 침적된 슬러지를 농축조(90)로 배출시키게 된다.

플롯스컴스키머는 도 5에 도시된 바와 같이, 침전조(50)의 저면을 지나 수면쪽으로 수직설치되는 플럭 배출 파이프(51)와, 파이프 상단에 설치되고 상부면은 수면에 근접하게 위치하며 중앙에는 미세 플럭이 유입되는 홀(54)이 형성된 본체(53), 파이프 상단에 부착설치되어 본체 내측면에 접하고 표면에는 처리수가 유통하는 홀이 형성된 고정판(55), 파이프 상단에 슬라이딩가능하게 끼워져 설치되고 표면에는 처리수가 유통하는 홀이 형성되어 물의 유동에 따라 고정판과 본체 하단 사이를 왕복이동하는 유동판(57), 파이프 일측에 분기되고 수면 상부로 돌출되어 파이프 내부로 공기를 유입시키기 위한 공기주입관(58) 및, 파이프 선단에 설치되어 파이프로 유입된 플럭을 배출시키기 위한 흡입펌프(도시되지 않음)를 포함하여 이루어진다.

본체(53)의 하단에는 외주면을 따라 다수개의 고정쇠(59)가 내측으로 돌출설치되어 유동판(57)의 이탈을 방지하게 된다.

따라서 물의 유동에 따라 유동판이 고정판과 고정쇠 사이를 왕복이동하게 되면 본체 내의 물이 홀을 통해 유동하면서 침전조 수면에 떠있는 스컴이 홀을 통해 본체로 유입되고 파이프로 가라앉게 된다.

한편, 상기 여과조(60)는 침전조(50) 상부와 연결관(13)으로 연결되어 침전조(50)를 거친 상등수가 유입되도록 되어 있고, 내부에는 활성탄으로 이루어진 여과판(61)이 다수개의 층으로 배열되며, 저면에는 여과판(61)을 거친 처리수를 배출시키기 위한 배출관(62)이 설치된다.

여기서 본 발명은 여과조(60)를 거친 처리수의 용존산소 증가를 위한 재활용조(70)를 더욱 포함할 수 있다.

재활용조(70)는 저면에 폭기관(71)이 설치된 구조로 되어, 공기를 재활용조 (70) 내부로 분산시킬 수 있도록 되어 있다.

이하 본 발명의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

스크린조(10)로 유입된 오폐수는 스크린조(10)에 설치된 스크린망(12)을 통과하면서 오폐수에 포함되어 있는 폐비닐 등의 이물질이 일차로 걸러지게 된다.

스크린망(12)을 통과한 오폐수는 스크린조(10)에 모아지게 되고, 스크린조 (10)의 상부에 설치된 연결관(13)을 통해 저류조(20)로 보내져, 저류조(20)에서 일정시간 체류하면서 고형물의 분리가 이루어지게 된다.

고형물의 침전이 이루어진 오폐수는 연결관(13)을 통해 약품조(30)로 유입되어 응집제 투여에 의해 저류조(20)에서 미처리된 고형물의 제거가 이루어지게 된다. 오폐수에 응집제가 투입되면 응집반응이 이루어지면서 슬러지가 침전되고, 처리된 상등수는 상부의 연결관(13)을 통해 수처리조(40)로 유입되게 된다.

여기서 응집제는 폐수의 종류 및 성상에 따라 분말상 또는 액상으로 사용할 수 있으며, 정량공급밸브를 통해 쟈시험(jar test)에 의해 정해진 양을 균일하게 조절하여 투입할 수 있고, 응집제의 특성상 피처리액의 pH를 중성으로 조정하거나 응집력을 고도로 발휘할 수 있도록 응집 보조제를 첨가할 수 있다.

수처리조(40)로 유입된 1차 처리수는 양극에 철재 또는 알루미늄을 사용한다수쌍의 전극판(41)을 통과하면서 전기응집반응에 의해 재처리된다.

즉, 전원공급장치를 통해 전극판(41)에 직류 또는 고주파 펄스성 전해전원을 공급하게 되면, 물분자의 분해로 인한 수소 및 산소가스 발생과 산화 환원반응에 의한 오염 물질 산화와 상변화에 의한 슬러지와 물과의 분리촉진과, 전극에서 발생되는 이온이 화학반응 및 침전을 일으키거나 콜로이드 입자를 응집 및 부상시켜 슬러지를 제거하게 된다.

오폐수는 수직으로 세워진 전극판(41)의 하부로부터 발생하여 올라온 수산화알루미늄과 반응하여 플럭을 형성한다. 수산화알루미늄은 전극판(41)에서 발생한 알루미늄 이온과 물의 전기분해에 의해 형성된 수산화기가 반응을 하여 발생하는 것으로 알려져 있다.

수산화알루미늄에 의해 수중의 슬러지(중금속, 유기물, 무기물 등)이 작은 플럭을 형성한다. 여기에 음극의 전극판(41)에서 발생하여 올라오는 수소가스에 의해 플럭이 부상되면서 이미 형성된 작은 플럭끼리 부딪혀 좀더 큰 플럭으로 응집되고, 종국에는 수면상부로 부상되어 제거된다. 특히, 원수혼합부에 주입된 원폐수는 하부로부터 밀려 올라온 다수의 응집 플럭으로 인하여 오염물질의 응집 효율이 극대화되어 적은 체류시간으로 최대의 응집효율을 얻을 수 있게 된다.

또한, 전극판(41)의 길이, 폭, 전극판(41) 사이 간격 등은 폐수의 종류나 오염 정도 및 처리수량에 따라 달라질 수 있으며, 처리 대상수의 전기전도도가 작을 경우 전도도의 상승을 위해 전해질을 높여주는 약품이 투입될 수 있다.

수처리조(40)를 거친 처리수는 침전조(50)로 유입되어져 체류하면서 결합력이 와해되면서 생긴 플록 등의 작은 입자들이 하부로 자연침강이 이루어지고 가벼운 미세입자들이 물의 유동에 의해 움직이는 플롯스컴스키머(52)에 의해 수거된다.

침전조(50)를 거친 처리수는 여과조(60)에 설치된 여과판(61)을 거치게 되는 데, 이때 처리수는 상부로 투입되어 여과판(61)을 거치면서 여과조(60) 하부로 진행하게 되고, 여과판(61)을 거쳐 여과조(60) 하부로 유입된 처리수는 배출관(62)을 통해 여과조(60) 상부로 배출되게 된다.

배출관(62)을 통해 배출되는 처리수는 최종적으로 재활용조(70)로 투입된다. 처리수가 일정 높이로 채워지면, 폭기관(71)의 에어레이션에 의해 처리수를 폭기시키게 되는 데, 송풍기를 통해 공급되는 에어가 폭기관(71)을 통해 재활용조(70) 저면에서 분산되게 된다.

따라서 공기는 폭기관(71)에 형성된 구멍을 통해 분산되어 나옴으로서 재활용조(70) 내부에는 미세한 기포가 발생하여 상승하게 되고, 미세 기포 표면에는 오폐수의 유기질 오염물이 부착되게 된다.

오염물이 부착된 미세기포는 스컴스키머(52)에 의해 제거되게 된다.

이와같이 최종적으로 재활용조(70)를 거치면서 슬러지가 제거된 처리수는 pH약품조(72)에서 흘러나오는 물질과 혼합하여 pH조정조(73)에서 pH를 조정한 후 방류시킴으로서 처리를 완료하게 된다.

한편, 저류조(20)와 응집침전조, 침전조(50)를 거치면서 오폐수로부터 처리되어 침적된 슬러지는 농축저류조(80)와 농축조(90)로 배출되고, 탈수된 후 퇴비 등으로 처리된다.

본 발명은 이상과 같이 효율적인 오폐수 처리장치를 제공하는 것을 알 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 오폐수 처리설비에 의하면, 간단한 구조로 되어 설치비가 적게 들고 유지관리가 용이한 효과가 있다

또한, 축산폐수나 공장, 쓰레기 침출수 등 고농도의 난분해성 물질을 물리적, 화학 및 전자기적인 처리방법으로 완전 정화처리할 수 있도록 함으로서 정화효율을 극대화시킬 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 오폐수에 함유되어 있는 이물질을 걸러내기 위한 스크린조와;

   스크린조를 거친 오폐수가 체류되면서 고형물의 분리가 이루어지는 저류조;

   저류조에 연결되어 저류조를 거친 오페수에 응집제를 투입하여 1차 응집침전반응을 일으키는 약품조와, 전원이 인가되는 다수개의 극판이 설치되어 전하를 받은 중금속, 유기물, 무기물 등 폐수에 함유되어 있는 오염물질들을 응집처리하기 위한 수처리조로 이루어지는 응집침전조;

   저부에 설치되는 교반기와 상부에 부유하는 미세플럭을 제거하기 위한 플롯스컴스키머를 포함하여 수처리조를 거쳐 유입되는 처리수의 플럭을 제거하기 위한 침전조;

   침전조 상부와 연결관으로 연결되어 침전조를 거친 상등수가 유입되고, 내부에는 활성탄으로 이루어진 여과판이 다수개의 층으로 배열되며, 저면에는 여과판을 거친 처리수를 배출시키기 위한 배출관이 설치된 여과조

   를 포함하는 오폐수 처리설비.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 저류조는 오폐수가 유입되는 연결관 하부에 차단판이 설치되어 투입되는 오폐수가 감속되어 일정유속으로 투입될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 오폐수 처리설비.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 저류조, 응집침전와 및전조는 각각 하단을 통해 농축저류조와 농축조에 연결되어 슬러지를 배출시키는 구조로 된 것을 특징으로 하는 오폐수 처리설비.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 수처리조는 중앙부에 수직으로 회전바가 설치되고, 회전바의 일측 선단에는 회전바를 회전시키기 위한 구동수단이 설치되며, 회전바의 외주면을 따라 일정각도로 다수개의 전극판이 부착설치되어 오염물질을 응집처리하는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리설비.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 전극판은 회전바 외주면을 따라 일정 간격으로 배열 설치된 것을 특징으로 하는 오폐수 처리설비.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 저면에 폭기관이 설치되어 여과조를 거친 처리수의 용존산소를 증가시키기 위한 재활용조를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리설비.