KR20030072780A - 부직포 섬유망 모듈을 이용한 오염하천수 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 여재보다 공극율 및 비표면적이 큰 부직포 섬유망 여재를 모듈화하여 반응조에 적재시킴으로써 유기물 부하변동에 따른 오염물질의 처리효율을 향상시키고, 단위시간당 처리효율을 향상시키며, 측면 폭기방식을 도입하여 슬러지의 부상 및 부착 미생물의 과도한 탈리를 방지할 수 있도록 하고, 슬러지 부상 방지판을 설치하여 탈리된 슬러지의 원활한 침강과 재부상하는 것을 방지하여 하천수질 정화능력을 향상시킨 오염하천수 처리장치에 관한 것이다.

본 발명은, 침사지를 통해 유입된 유입수가 내재되는 접촉산화조; 상기 접촉산화조의 내부에 구비되어 오염물질에 포함된 미생물의 부착효율을 증대시키기 위한 부직포 섬유망 여재; 상기 접촉산화조의 일측면에 구비되어 폭기를 수행하기 위해 기포를 발생하는 산기관; 상기 부직포 섬유망 여재의 하부에 설치되어 그로부터 탈리되어 침전되는 슬러지가 부상하는 것을 방지하는 슬러지 부상 방지판; 상기 접촉산화조의 일측에 장착되어 접촉산화조를 통과한 유입수중의 오염물질을 침전시키는 침전조; 및 상기 접촉산화조 및 침전조의 하부로 침전된 슬러지를 송풍력을 제공하여 외부의 차집관로로 배출시키기 위한 송풍수단을 포함하는 오염하천수 처리장치를 제공한다.

Description

부직포 섬유망 모듈을 이용한 오염하천수 처리장치{Streamwater purification apparatus with non-woven fabrics module}

본 발명은 하천정화장치에 관한 것으로, 특히 부직포 섬유망을 모듈화하여 설치한 반응조에 생활하수와 같은 유기성 하수로 오염된 하천수를 일정시간 체류시키되, 상기 반응조에 산소를 공급하면서 오염된 하천수를 정화하는 장치에 관한 것이다.

종래의 하천수질 정화기술들, 즉 자갈 및 폐콘크리트를 여재로 사용한 접촉산화법, 세라믹 메디아를 사용한 접촉산화법등과 같은 정화기술들은 여재의 비표면적이 낮아 시설의 부지면적이 크게 소요되고, BOD(biochemical oxygen demand)부하가 높거나 낮은 경우 처리효율이 저하되고, 폭기를 실시한 경우 SS(suspended solids)의 제거율이 저하되고, 반응조내의 슬러지 관리가 어렵고 과부하시 유입부 전단에 공극 막힘의 우려가 높은 문제점이 있다. 일예로 종래에 많이 적용된 하천정화기술인 자갈접촉산화공법의 경우, 반응조의 공극율이 낮아 단위 시간당 처리할 수 있는 양에 한계가 있어 부지면적이 크게 필요하며, 생물막 증가에 의해 공극이 폐쇄되거나, 박리된 생물막이 여재층내에 쌓여 외부 배출이 어렵고, 하단 포기를 할 경우, 슬러지가 역부상하는 문제가 있다. 특히, 공극폐쇄를 방지하기 위한 구조및 시스템 개선은 시급히 해결되어야 할 사항이며, 무엇보다도 여재의 비표면적을 높여 처리효율을 증가시켜 비교적 제외지의 여유가 없는 소하천에 적용 가능토록 하여야 할 것이다.

본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 종래의 여재보다 공극율 및 비표면적이 큰 부직포 섬유망 여재를 모듈화하여 반응조에 적재시킴으로써 유기물 부하변동에 따른 오염물질의 처리효율을 향상시키고, 단위시간당 처리효율을 향상시킨 오염하천수 처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 측면 폭기방식을 도입하여 슬러지의 부상 및 부착 미생물의 과도한 탈리를 방지할 수 있도록 하고, 슬러지 부상 방지판을 설치하여 탈리된 슬러지의 원활한 침강과 재부상하는 것을 방지하여 하천수질 정화능력을 향상시킨 오염하천수 처리장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 시설의 소규모화가 가능하여 부지면적을 적게 소요할 수 있어 제외지의 여유가 없는 소하천에 적합하게 적용할 수 있는 오염하천수 처리장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

도1은 본 발명에 의한 고농도 오염하천수 처리장치의 개략적인 공정도.

도2는 본 발명에 의한 고농도 오염하천수 처리장치의 평면도.

도3은 본 발명에 의한 고농도 오염하천수 처리장치의 횡단면도.

도4는 본 고안에 의한 고농도 오염하천수 처리장치의 요부인 접촉산화조의 종단면도.

도5a 내지 도5c는 본 발명의 요부인 부직포 섬유망 단위 모듈의 제작과정도.

도6은 본 발명의 요부인 슬러지 부상 방지판의 평면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 침사지 2: 접촉산화조

3: 공기배출밸브 4: 접촉여재부직포 섬유망 모듈

5: 산기관 6: 선회류 유도판

7: 슬러지 부상방지판 8: 침전조

9: 에어 리프트 21: 고정틀

22: 부직포 섬유망 여재 23: 부직포 섬유망 모듈

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 침사지를 통해 유입된 유입수의 오염물질에 포함된 미생물의 부착효율을 증대시키기 위해 내부에 부직포 섬유망으로이루어진 접촉여재가 구비되며, 상기 접촉여재로부터 탈리되어 침전된 슬러지를 배출하기 위해 하부에 슬러지 포트가 형성된 접촉산화조; 상기 접촉산화조의 일측면에 구비되며, 측면폭기를 수행하기 위한 기포를 발생하는 기포발생수단; 상기 접촉산화조의 일측에 장착되어 접촉산화조를 통과한 유입수에 포함된 잔류 오염물질을 침전시키는 침전조; 및 상기 접촉산화조의 소정위치에 장착되며, 상기 접촉산화조 및 침전조의 하부로 침전된 슬러지를 외부의 차집관로로 배출시키도록 송풍력을 발생시키는 송풍수단을 포함하는 오염하천수 처리장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도1 내지 도5를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 오염하천수 처리장치는 부직포 섬유망 여재를 모듈화하여 접촉산화조에 내재하고, 또 측면 폭기방식을 도입하여 하천수질의 정화능력을 향상시킬 수 있도록 구현한 것으로, 본 발명은 도1에 도시된 바와 같이 오염하천수가 취수되면 스크린을 거쳐 1차 고형물등이 걸러지고, 상기 스크린을 통과한 하천수는 침사지를 통과하여 반응조(이하, '접촉산화조'로 칭함)에 유입되어 접촉여재에 의한 슬러지 부착 및 탈리로 침전되고, 침전조로 보내진다. 상기 접촉산화조와 침전조에 침적된 슬러지는 에어리프트를 통하여 차집관로로 배출되고, 상기 침전조를 거친 처리수는 방류된다.

상기와 같이 일련의 과정을 거치는 본 발명의 구성을 도2 내지 도5를 참조하여 좀더 상세히 설명한다.

본 실시예에서는 도면에 도시된 바와 같이, 오염된 유입수가 통과되는 침사지(1)와; 일면 상부에 공기배출밸브(3)가 구비되며, 하부에 슬러지포트(2a)가 형성된 접촉산화조(2)와; 상기 접촉산화조(2)의 내부에 적재되며, 상기 침사지(1)를 통해 유입된 유입수에 포함된 미생물의 부착효율을 증대시키기 위해 부직포 섬유망 여재를 모듈화한 접촉여재(4)와; 상기 접촉산화조(2)의 일측면에 소정 간격으로 구비되어 폭기를 수행하기 위해 공기를 미세한 기포로 확산시키는 산기관(5)과; 상기 접촉산화조(2)의 내부 일측에 직립되게 구비되어 상기 산기관(5)으로부터 공급되는 공기가 선회되도록 유도하는 선회류 유도판(6)과; 상기 접촉여재(4)의 하부에 설치되어 그로부터 탈리되어 침전되는 슬러지가 부상하는 것을 방지하는 슬러지 부상 방지판(7)과; 상기 접촉산화조(2)의 일측에 장착되어 그를 통과한 처리수중의 탈리된 슬러지를 침전시키는 침전조(8)와; 송풍력을 발생시켜 상기 접촉산화조(2) 및 침전조(8)의 하부로 침전된 슬러지를 외부의 차집관로로 배출시키기 위한 에어리프트(9)로 구성된다.

본 실시예에서, 상기 접촉산화조(2)의 슬러지포트(2a)는 접촉여재(4)를 통해 발생된 슬러지를 배출하기 위해 그 저면 일부가 소정각도로 경사지게 형성되며, 상기 슬러지포트(2a)는 침전조(8)의 하단과 연통하는 구조로 되어 있다.

또한, 상기 접촉여재(4)는 도5a 내지 5c에 도시된 바와 같이 소정크기의 사각형 고정틀(21)에 격자 셀형 부직포 섬유망 여재(22)를 설치하고(도5a에 도시), 상기 고정틀(21)을 이용하여 상기 부직포 섬유망 여재(22)를 소정 간격(본 실시예에서는 2∼3cm 간격)으로 중첩시켜 단위모듈화한 구조로 되어 있으며(도5b에 도시), 이러한 섬유망 단위모듈(23)을 조적 형태로 접촉산화조(2)에 쌓아 적재시키는 구조이다(5c에 도시). 이는 상기 접촉 산화조(2)내의 유체 및 공기유동을 감안하여 적정간격을 유지한 상태로 연속적으로 적치하고, 이를 단위 모듈화하여 접촉산화조(2)내의 유입수질의 특성과 유체의 흐름, 공기의 흐름등과 같은 내적·외적 환경조건들을 고려하여 수직·수평방향으로 적재함으로써 가장 효율적인 수질정화가 가능하도록 하며, 또한 환경 변화에 따라 모듈의 적재방법을 손쉽게 변형시킬 수 있도록 하여 유입유량이나 수질의 조건변화에 대응하여 보완할 수 있도록 한 것이다.

따라서, 상기와 같은 구조로 되어 있는 부직포 섬유망 여재 모듈(23)은 종래의 하천수질 정화공법에 사용되는 자갈, 타이어, 폐콘크리트와 같은 접촉여재가 가지는 공극율 40%정도보다 훨씬 높은 95%정도의 공극율을 가지고, 또한 비표면적이 극대화된 구조이므로 수질 정화시설의 규모를 약 1/2이상 축소할 수 있으며, 상기 부직포 섬유망 모듈(23)에 부착되는 미생물의 양을 증가시켜 입자성 오염물질과 용존성 오염물질의 제거효율의 증대를 기대할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 부직포 섬유망 여재모듈(23)은 통수성과 투기성이 우수하고, 내부는 혐기성, 외부는 호기성 미생물이 부착되어 다종·다량의 미생물의 먹이연쇄로 슬러지 발생량을 감소할 수 있다. 또한, 본 실시예에서의 부직포 섬유망 모듈은 조적형태로 쌓아 적재시키는 구조이므로 설치 및 해체가 용이하고, 유지관리가 편리하다.

본 실시예에서의 상기 슬러지 부상 방지판(7)은 도4 및 도6에 도시된 바와 같이 깔대기 형상의 관(31)이 소정 간격으로 배열된 구조로 되어 있어 상기 부직포 섬유망 모듈(23)로부터 탈리된 슬러지나 퇴적물이 슬러지 포트(2a)로 용이하게 침전됨과 동시에 상기 슬러지나 퇴적물이 부상되는 것을 용이하게 방지할 수 있는 것이다. 또한, 상기 산기관(5)을 통한 산소공급은 상기 선회류 유도판(6)에 의해 유체의 선회류를 유도하고, 측면폭기를 함으로써 종래의 오염하천 수질 정화공법에서 시행되던 하단폭기의 문제점인 슬러지 부상과, 고형물의 침전효율 저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 산소 및 유기물의 미생물 접촉효율을 증대시켜 수질정화효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 접촉산화조에 투입되는 접촉여재로서 종래에 사용되던 자갈, 타이어, 폐콘크리트보다 월등히 높은 공극율 및 비표면적을 가진 부직포 섬유망 모듈을 접촉여재로 이용함으로써 종래의 접촉산화공법보다 용존성 유기물 제거율을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 수질 정화시설의 규모를 종래의 하천수질시설에 비해 약 1/2이상으로 축소할 수 있다.

또한, 기존의 자갈접촉 산화법의 경우, BOD부하 10 ∼30ppm에서만 적용가능하였으나, 본 발명은 BOD부하 10ppm이하, 50ppm이상에도 적용이 가능하여 BOD부하 변동에 강하며, 전단부의 슬러지 과다침전 방지, 공극률 감소현상 방지와 슬러지에의한 여재의 폐쇄현상방지를 할 수 있고, 격자 섬유망 여재의 조립 및 해체가 쉬워 유지관리가 간단하며, 역세척이 불필요한 효과를 가진다.

그밖에 본 발명은 물리·화학적 특성상 기존 접촉산화법에 사용되었던 여재들보다 심한 유입부하의 변동에 대한 완충능력이 우수하여 안정적이고 효율적으로 오염물질을 처리할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (9)

1. 침사지를 통해 유입된 유입수의 오염물질에 포함된 미생물의 부착효율을 증대시키기 위해 내부에 부직포 섬유망으로 이루어진 접촉여재가 구비되며, 상기 접촉여재로부터 탈리되어 침전된 슬러지를 배출하기 위해 하부에 슬러지 포트가 형성된 접촉산화조;

   상기 접촉산화조의 일측면에 구비되며, 측면폭기를 수행하기 위한 기포를 발생하는 기포발생수단;

   상기 접촉산화조의 일측에 장착되어 접촉산화조를 통과한 유입수에 포함된 잔류 오염물질을 침전시키는 침전조; 및

   상기 접촉산화조의 소정위치에 장착되며, 상기 접촉산화조 및 침전조의 하부로 침전된 슬러지를 외부의 차집관로로 배출시키도록 송풍력을 발생시키는 송풍수단

   을 포함하는 오염하천수 처리장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 접촉산화조는 그의 상면 일측에 공기를 배출시키기 위해 구비된 공기배출밸브를 더 포함하는 오염하천수 처리장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 접촉산화조의 슬러지포트는 저면 일부가 소정각도로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 오염하천수 처리장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 접촉여재는 부직포 섬유망 여재가 분리 가능하게 모듈화되어 적재된 것을 특징으로 하는 오염하천수 처리장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 부직포 섬유망 여재 모듈은 소정크기의 고정틀에 격자 셀형 부직포 섬유망 여재를 설치하고, 상기 고정틀을 이용하여 상기 부직포 섬유망 여재를 소정 간격으로 중첩시켜 단위모듈로 제작된 것을 특징으로 하는 오염하천수 처리장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 부직포 섬유망 여재 모듈의 부직포 섬유망이 2∼3cm 간격으로 중첩되어 제작된 것을 특징으로 하는 오염하천수 처리장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 접촉산화조의 내부 일측에 직립되게 구비되어 상기 기포발생수단으로부터 공급되는 산소가스가 선회되도록 유도하는 선회류 유도수단을 더 포함하는 오염하천수 처리장치.
8. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 접촉산화조의 내부 하측에 설치되어 접촉여재로부터 탈리되어 침전되는 슬러지가 부상하는 것을 방지하는 슬러지 부상 방지수단을 더 포함하는 오염하천수 처리장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 슬러지 부상 방지수단은 깔대기 형상의 관이 소정 간격으로 배열된 것을 특징으로 하는 오염하천수 처리장치.