KR200314695Y1 - 폐쇄수역 정화 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 하천, 호수, 늪, 저수지, 댐 등 물이 잘 교환되지 못하는 폐쇄된 수역의 수질을 효과적으로 개선하기에 적합한 폐쇄수역 정화 처리장치에 관한 것으로, 특히 폐쇄수역의 물을 원수로 하여 이를 기체와 혼합시켜 기액 혼합수 형태로 처리하고 이들 폐쇄수역에 다시 복귀시켜 자체의 정화 처리가 보다 효과적으로 이루어지도록 하는 정화 처리장치에 관한 것이다.

본 고안은 폐쇄수역의 일측에 마련한 취수부로부터 급송된 물을 수용하여 흡착제에 의한 교반 혼합처리가 이루어지는 흡착혼합기와; 이 흡착혼합기로부터 공급받은 혼합수로부터 부유물을 분리 배출시키는 부유정화기와; 그리고 이 부유정화기로부터 공급받은 정화수로부터 슬러지를 제거하고 정화수는 배출시키는 농축기를 포함하여 이루어져 외부로부터 별도의 원수를 확보하지 않고 처리하고자 하는 폐쇄수역에 위치한 물을 원수로서 활용하여 이를 용해 처리하여 정화처리를 위한 처리수로 활용하면서 폐쇄수역의 오염된 물의 정화 처리가 보다 효과적으로 이루어질수 있다.

Description

폐쇄수역 정화 처리 장치{Purification Treatment System For a Closed Waters}

본 고안은 하천, 호수, 늪, 저수지, 댐 등 물이 잘 교환되지 못하는 폐쇄된수역의 수질을 효과적으로 개선하기에 적합한 폐쇄수역 정화 처리장치에 관한 것으로, 특히 폐쇄수역의 물을 원수로 하여 이를 기체와 혼합시켜 기액 혼합수 형태로 처리하고 이들 폐쇄수역에 다시 복귀시켜 자체의 정화 처리가 보다 효과적으로 이루어지도록 하는 정화 처리장치에 관한 것이다.

종래에 있어서 이러한 폐쇄수역의 오염된 물에 대한 수질을 개선하는 방식은 대체적으로 직접적인 정화방식과 분리정화방식으로 대별된다.

그 중, 직접적인 정화방식은 여러가지가 알려져 있으나 그 중 일부를 살펴보면, 예를 들어 폭기법의 경우에는 산소를 기계적으로 공급하여 생물의 산화에 의한 분리 및 무기화를 촉진시키는 방법인데 용존산소의 포화도가 커야만 하므로 그 효과가 낮은 단점이 있고, 희석법의 경우에는 깨끗한 물을 주입하여 오탁수를 희석시키는 방식인데 이 경우에는 깨끗한 대량의 물이 소요되므로 현실적으로 실현가능성이 희박한 단점이 있다.

그 이외에도 깨끗한 복류수와 오탁수를 교체하는 복류정화법이 있으나 복류가 있는 장소에서안 적용이 가능하므로 적용범위상 제한을 받게 되는 문제점이 있고, 오탁화한 저니를 준설하는 준설법의 경우에는 준설토의 처리에 많은 비용이 소요되고 이에 의한 2차 오염의 가능성이 있을 수 있으므로 채택하기가 어려운 난점이 있다.

또한, 분리정화방식으로서는 활성탄을 이용하여 오탁수 내부의 유기물을 흡착하는 활성탄정화법이 있으나 이 경우에는 처리비용이 너무 막대하여 범용으로 활용하기에는 비경제적이고, 더우기 수생식물을 식재하여 성장시킨 후에 회수함으로써 영양염류의 삭감을 도모하는 방식이 있으나 처리기간이 많이 소요되고 외기의 영향을 받게 되며 회수물에 대한 2차적인 처리문제가 발생하게 되는 많은 문제가 있으며, 그 이외에도 침전지를 이용하는 침전지법이 알려져 있으나 이 경우에는 넓은 별도의 토지를 필요로 하고 조류가 발생되면서 2차적인 오탁현상이 발생할 가능성이 많은 단점이 있다.

또한, 그 이외에도 산소를 이용하여 강제적으로 폐쇄수역 자체에 이를 공급하여 오수의 수질을 개선하은 방법이 알려져 있으며 이러한 방식이 적은 용량의 공급으로 높은 용존산소의 농도를 유지할 수 있어 유리한 장점이 있으나, 산소기포를 물속에서 부상시키면서 용존산소의 농도를 증가시키는 방법을 채택하는 관계로 산소의 용해효율이 크게 낮아지고, 부하가 높은 경우와 같이 높은 산소의 공급속도를 요하는 경우에는 응할 수 없으며, 산소의 소모량이 커서 비효율적인 문제도 발생하고 있다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제를 해결하기 위하여 보다 효과적으로 정화 처리를 행할 수 있는 방안을 마련하기 위하여 연구 개발하기에 이르렀다.

본 고안의 주목적은 외부로부터 별도의 원수를 확보하지 않고 처리하고자 하는 폐쇄수역에 위치한 물을 원수로서 활용하여 이를 용해 처리하여 정화처리를 위한 처리수로 활용하면서 폐쇄수역의 오염된 물의 정화 처리가 보다 효과적으로 이루어질수 있도록 하는 정화 처리장치를 제공하고자 하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 폐쇄수역에 위치한 물로서 이를 직접 정화 처리하고부유물과 슬러지는 별도로 제거하여 처리하고 정화처리된 물만을 다시 폐쇄수역에 복귀 회수시켜 폐쇄수역의 오염도를 낮추어 수질을 개선시킬 수 있도록 하는 정화처리장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 원수의 취수구에도 별도의 미세기포발생기를 설치하여 부분적인 활성화가 이루어지는 상태에서 원수의 보다 원활한 취수작동이 가능하도록 하는 정화 처리장치를 제공하고자 하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 흡착혼합기의 후부에 위치하는 부유정화기나 농축기에 설치되는 유입기구의 구조를 개선하여 연속적인 작동시에도 이들 부유정화기나 농축기의 내부 상태에 나쁜 영향을 적게 줄 수 있도록 하고자 하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 농축기를 거쳐 정화 처리된 물을 폐쇄수역에 복귀시키기 전에 기액혼합기를 거치면서 기액의 혼합이 이루진 후에 복귀가 가능하고, 기액의 혼합효율이 보다 향상되도록 하는 정화 처리장치를 제공하는데 있다.

도1은 본 고안에 대한 바람직한 일례를 보여주는 계통도,

도2는 본 고안에 대한 바람직한 다른 일례를 보여주는 계통도,

도3은 본 고안의 장치에 있어서 부유정화기 및 농축기에서 채택 활용되는 유입기를 중심으로 발췌하여 나타낸 일부생략 종단면도,

도4는 도2에 있어서 기액혼합기중 가압용 탱크를 중심으로 나타낸 일부 확대 종단면도,

도5는 도4의 횡단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 폐쇄수역, 2: 흡착혼합기, 3: 부유정화기, 4: 농축기,

5: 기액혼합기, 10: 취수구, 12: 미세기포발생기,

20: 흡착제공급기, 33,43: 유입기구, 50: 가압탱크

본 고안은 이와 같은 목적들을 달성하기 위하여 폐쇄수역의 일측에 마련한 취수부로부터 급송된 물을 수용하여 흡착제에 의한 교반 혼합처리가 이루어지는 흡착혼합기와; 이 흡착혼합기로부터 공급받은 혼합수로부터 부유물을 분리 배출시키는 부유정화기와; 그리고 이 부유정화기로부터 공급받은 정화수로부터 슬러지를 제거하고 정화수는 배출시키는 농축기를 포함하여 이루어지는 폐쇄수역 정화 처리장치를 제공한다.

또한, 상기 취수부와 인접되게 미세기포발생기를 설치하고, 상기 흡착혼합기는 인접된 위치에 흡착제 공급기가 설치되고 내부를 분리하여 서로 회전속도를 달리하는 교반기를 각각 설치하여 이루어지며, 상기 부유정화기에 설치되는 유입기구는 유입구, 하향연결구 및 수평배출구를 통하여 배출이 이루어지되 내측에 감쇠부재와 분산기구를 마련하여 이루어지는 폐쇄수역 정화 처리장치를 제공한다.

또한, 상기 농축기의 후부에 별도의 기액혼합기를 설치하되, 상기 기액혼합기는 가압탱크를 중심으로 공기압축기와 상기 가압탱크가 서로 연결되는 공급배관의 중간에 고압산소통과의 연결배관이 이루어지고, 상기 가압탱크의 다른 일측엔 배출구가 마련되며, 상기 공급배관으로서 상기 가압탱크의 내부엔 노즐부가 하향 선회방향으로 설치 마련되어 이루어지는 폐쇄수역 정화 처리장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 고안에 대한 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

도1 내지 도5에 예시한 바와 같이, 본 고안에 의하면 공통적으로 폐쇄수역(1)의 일측에 마련한 취수부(10)로부터 급송된 물을 수용하여 흡착제에 의한 교반 혼합처리가 이루어지는 흡착혼합기(2)와; 상기 흡착혼합기(2)로부터 공급받은 혼합수로부터 부유물을 분리 배출시키는 부유정화기(3)와; 그리고 상기 부유정화기(3)로부터 공급받은 정화수로부터 슬러지를 제거하고 정화수는 배출시키는 농축기(4)를 포함하여 이루어지게 된다.

이때, 본 고안인 경우에 도2에 예시한 바와 같이, 상기 농축기(4)의 후부에 별도의 기액혼합기(5)를 설치하여 정화된 원수가 상기 기액혼합기(5)를 거치면서 산소가 용해된 상태의 처리수를 상기 폐쇄수역(1)의 수중으로 공급하여 수질을 개선할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 전술한 여러 실시예에 있어서 상기 취수구(10)와 인접되게 미세기포발생기(12)를 설치하되, 이때 사용되는 미세기포발생기(12)는 별도로 상세하게 도시하지는 아니하였으나 예를 들면 압축기와 에어 디퓨저에 의한 기포발생방식을 채택하거나 아니면 급송펌프에 의하여 물을 급송하는 중간 배관에 외부로부터 공기와 같은 기체를 간제적으로 공급하여 서로 혼합되도록 하는 상태에서 분사노즐을 경유하여 분사시키는 방식을 채택하는 등 다양한 형태로 채택하여 활용이 가능하게 된다.

다음, 상기 흡착혼합기(2)는 인접된 상부 위치에 흡착제공급기(20)가 설치되고, 외측탱크(21)의 내부를 서로 연통되게 연통형 격벽(22)을 중심으로 서로 분리하여 서로 회전속도를 달리하는 고속교반기(23)와 저속교반기(24)를 각각 설치하여 이루어지되, 상기 흡착제공급기(20)는 모터(25)에 의하여 구동되는 급송스크류(26)의 상부에 흡착제를 공급하기 위한 호퍼(27)를 마련하여 급송스크류(26)의 작동에 따라 흡착제가 외측탱크(21)의 내측으로 공급이 이루어지도록 구성된다.

이때, 사용되는 흡착제는 화산재나 기타 게르마늄 성분을 갖는 천연광물을 이용하여 아주 미세하게 분말 형태로 제작한 형태의 것을 사용하게 되며 1차적으로 상기 고속교반기(23)에 의하여 고른 혼합이 연속적으로 이루어지고, 이와 같이 혼합이 이루어진 혼합수가 인접된 부유정화기(3)로 급송이 이루어지기 전까지 저속교반기(24)에 의하여 흡착제가 침전되지 않고 계속적으로 흡착 및 혼합상태를 유지할 수 있도록 작동을 수행하게 된다.

다음, 상기 부유정화기(3) 및 상기 농축기(4)는 탱크 형태로 각각 이루어져 그 중 부유정화기(3)의 하부엔 배출구에 위치한 밸브(31) 및 배관(32)을 경유 상기 농축기(4)와 서로 연결 설치되고, 상기 농축기(4)엔 하부의 슬러지배출구(41)와 다른 일측의 배출관(42)이 마련되며, 상기 부유정화기(3) 및 상기 종축기(4)의 내부에 각각 설치되는 유입기구(33,43)는 유입구(34,44), 하향연결구(35,45) 및 수평배출구(36,46)를 통하여 외부로 배출이 이루어지되, 내측에 별도의 감쇠부재(37,47)와 분산기구(38,48)를 각각 마련하여 이들 부유정화기(3)와 농축기(4)에 낙하 유입되는 처리수가 이들 유입기구(33,43)를 외부에서 감싼 상태로 일정 수위를 유지하고 있으면서 이미 자체내에서 처리가 이루어지는 처리수에 직접적으로 나쁜 영향을 끼치지 않도록 그 구성이 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 기액혼합기(5)는 가압탱크(50)를 중심으로 공기압축기(51)와 상기 가압탱크(50)가 서로 연결되는 공급배관(52)의 중간에 고압산소통(53)과의 연결배관(54)이 서로 연결 되어 이루어지고, 상기 가압탱크(50)의 다른 일측엔 배출관(42)과 연결되고 가압펌프(55)가 중간에 설치되는 강제유입구(56)와 별도의 배출구(57)가 각각 마련되며, 상기 공급배관(52)으로서 상기 가압탱크(50)의 내부엔 노즐부(58)가 하향 선회방향으로 설치 마련되어 이루어지는 형태로 구성이 이루어진다.

미설명 부호로서 14는 바이패스라인, 16은 유량계, 39는 백필터, 59는 압력조절밸브, 60은 산소유량계, 62는 전자밸브, 64는 압력계, 66은 압력조절기를 각각 나타낸다.

다음은 이와 같이 이루어지는 본 고안인 장치에 대하여 그 작동관계를 순차적으로 살펴보기로 한다.

우선, 미세기포발생기(12)에 의하여 미세기포가 발생되는 주위 환경에서 메쉬박스(Mesh Box)에 의하여 둘러싸인 폐쇄수역(1)의 취수구(10)로부터 원수를 유입시키고 유량계(16)에 의하여 유량이 확인되면서 흡착혼합기(2)에 급송이 이루어지게 된다.

흡착혼합기(2)의 내부에 원수가 소정량 만큼 채워지게 되면 흡착제공급기(20)의 내부에서 대기하고 있던 흡착제를 모터(25)의 구동에 의하여 급송스크류(26)를 구동시키고 이에 따라 적정량의 흡착제가 흡착혼합기(2)의 외측탱크(21)의 내부에 있던 원수 중 고속교반기(23)가 위치한 곳에 투입이 이루어지게 되고 이때 고속교반기(23)가 가동되면서 원수와 흡착제의 혼합이 지속적으로 이루어지게 되고 인접한 저속교반기(24)의 가동에 의하여 흡착제가 침전되지 않고 계속적으로 흡착 및 혼합상태를 유지할 수 있도록 작동을 수행하게 된다.

이와 같이, 흡착 작동이 이루어진 다음엔 전술한 흡착혼합기(2)의 내부에 있던 원수는 인접되게 대기하고 있던 부유정화기(3)의 내측으로 급송이 이루어지되, 이때 부유정화기(3)의 내부로 급송이 이루어진 처리수는 부유물과 침강물로 서서히 나뉘어지기 시작하고 이때 부유물은 외측에 대기하고 있던 백필터(39)를 경유 여과 처리를 행하고 부유처리가 이루어진 다음엔 하부에 위치한 배출구의 밸브(31)를 개방시켜 인접 위치에서 대기하고 있던 농축기(4)로 급송이 이루어지게 된다.

물론, 이때 전술한 바 있는 빈 상태의 흡착혼합기(2)엔 다시 초기의 작동과마찬가지로 폐쇄수역(1)의 취수구(10)로부터 취수가 이루어지고 흡착 및 혼합작동이 이루어지고 다음의 부유정화기(3)에 의한 정화작동이 순차적으로 이루어지게 된다.

다음, 상기 부유정화기(3)로부터 농축기(4)에 급송이 이루어진 처리수는 농축기(4)의 내부에서 침강 및 농축이 이루어져 상부엔 깨끗하게 정화된 상태의 처리수 형태로 존재하게 되며, 이들 정화 처리수는 다음 대기하고 있던 기액혼합기(5)로 급송이 이루어지되 가압펌프(55)를 거치면서 가압상태로 가압탱크(50)의 내부로 급송이 이루어지게 되며, 이와 같이 기액혼합기(5)로 급송이 이루어지고 하부에 잔류하여 위치하게 되는 슬러지는 슬러지배출구(41)를 경유 외부로 배출시켜 소각처리 등의 방식으로 처리를 행하게 된다.

일단, 기액혼합기(5)의 내부로 급송이 이루어지게 되는 정화처리수는 대기하고 있던 압축기(51)의 작동과 고압산소통(53)의 개방에 의한 산소공급이 이루어지면서 고압공기와 산소의 혼합이 이루어진 상태에서 이들 혼합가스가 가압탱크(50)의 내부로 노즐부(58)를 경유 급송이 이루어지되, 가압탱크(50)의 내부로 급송이 이루어지는 가압 정화처리수와 노즐부(58)에 의하여 하향 선회분사가 이루어지는 혼합가스가 서로 강제적으로 혼합되면서 활발하게 용해가 이루어져 가압탱크(50)의 내부에서 새로운 형태의 기액용해수의 생성이 이루어지게 된다.

이와 같이, 가압탱크(50)의 내부에서 생성된 기액용해수는 배출구(57)를 경유 외부로 배출시켜 폐쇄수역(1)의 수중으로 급송하여 방류하게 되면 기액용해수에 고농도로 용해되어 있던 미세한 형태의 기포와 분해된 미세 입자형을 이루면서 주변의 오염된 물과 활발한 반응을 일으켜 물을 탁하게 만드는 물질의 산화처리와 녹조의 제거와 함께 내부에 함유되어 있던 질소와 인의 제거는 물론 산소용해에 의한 장기적인 수질의 보전과 개선이 이루어지게 되는 것이다.

물론, 이와 같은 작동은 폐쇄수역의 수질이 목표치에 이르기까지 계속적으로 수행하게 되며, 필요에 따라 전술한 기액혼합기(5)를 채택하지 않고 농축기(4)를 거쳐 정화 처리되고 기액혼합기(5)를 경유하여 생성되는 정화처리 용해수보다는 용해도가 낮으나 정화처리와 함께 일부의 산소 용해가 이루어진 물을 폐쇄수역(1)의 수중에 공급하여 수질을 개선할 목적으로도 활용할 수 있게 된다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 고안인 처리장치에 의하면, 종래의 시스템을 획기저으로 개선하여 보다 효과적으로 정화 처리를 행할 수 있게되고, 특히 외부로부터 별도의 원수를 확보하지 않고 처리하고자 하는 폐쇄수역에 위치한 물을 원수로서 활용하여 이를 용해처리하여 정화처리를 위한 처리수로 활용하면서 폐쇄수역의 오염된 물의 정화 처리가 보다 효과적으로 이루어질수 있으며, 때에 따라서는 폐쇄수역에 위치한 물로서 이를 직접 정화 처리하고 부유물과 슬러지는 별도로 제거하여 처리하고 정화처리된 물만을 다시 폐쇄수역에 복귀 회수시켜 폐쇄수역의 오염도를 낮추어 수질을 개선시킬 수 있게 된다.

또한, 원수의 취수구에 별도의 미세기포발생기를 설치하여 부분적인 활성화가 이루어지는 상태에서 원수의 보다 원활한 유입작동이 가능하게 되고, 흡착혼합기의 후부에 위치하는 부유정화기나 농축기에 설치되는 유입기구의 구조를 개선하여 연속적인 작동시에도 이들 정화기나 농축기의 내부 상태에 나쁜 영향을 적게 줄 수 있으며, 농축기를 거쳐 정화 처리된 물을 폐쇄수역에 복귀시키기 전에 기액혼합기를 거치면서 기액의 혼합이 이루진 후에 복귀가 가능하고, 기액의 혼합효율이 보다 향상되는 등의 우수한 효과를 갖게 된다.

Claims (5)

1. 폐쇄수역(1)의 일측에 마련한 취수부(10)로부터 급송된 물을 수용하여 흡착제에 의한 교반 혼합처리가 이루어지는 흡착혼합기(2)와;

   상기 흡착혼합기(2)로부터 공급받은 혼합수로부터 부유물을 분리 배출시키는 부유정화기(3)와; 그리고

   상기 부유정화기(3)로부터 공급받은 정화수로부터 슬러지를 제거하고 정화수는 배출시키는 농축기(4)를 포함하여

   이루어지는 것을 특징으로 하는 폐쇄수역 정화 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 농축기(4)의 후부에 별도의 기액혼합기(5)를 설치하여 정화된 원수가 상기 기액혼합기(5)를 거치면서 산소가 용해된 상태의 처리수를 상기 폐쇄수역(1)의 수중으로 공급하여 수질을 개선할 수 있게 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐쇄수역 정화 처리 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 취수구(10)와 인접되게 미세기포발생기(12)를 설치하고,

   상기 흡착혼합기(2)는 인접된 상부 위치에 흡착제공급기(20)가 설치되고, 외측탱크(21)의 내부를 서로 연통되게 연통형 격벽(22)을 중심으로 서로 분리하여 서로 회전속도를 달리하는 고속교반기(23)와 저속교반기(24)를 각각 설치하여 이루어지되,

   상기 흡착제공급기(20)는 모터(25)에 의하여 구동되는 급송스크류(26)의 상부에 흡착제를 공급하기 위한 호퍼(27)를 마련하여 급송스크류(26)의 작동에 따라 흡착제가 외측탱크(21)의 내측으로 공급이 이루어지도록 구성되ㅡㄴ 것을 특징으로 하는 폐쇄수역 정화 처리 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 부유정화기(3) 및 상기 농축기(4)는 탱크 형태로 각각 이루어져 그 중 부유정화기(3)의 하부엔 배출구에 위치한 밸브(31) 및 배관(32)을 경유 상기 농축기(4)와 서로 연결 설치되고,

   상기 농축기(4)엔 하부의 슬러지배출구(41)와 다른 일측의 배출관(42)이 마련되며,

   상기 부유정화기(3) 및 상기 종축기(4)의 내부에 각각 설치되는 유입기구(33,43)는 유입구(34,44), 하향연결구(35,45) 및 수평배출구(36,46)를 통하여 외부로 배출이 이루어지되,

   내측에 별도의 감쇠부재(37,47)와 분산기구(38,48)를 각각 마련하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐쇄수역 정화 처리 장치.
5. 제2항에 있어서,

   상기 기액혼합기(5)는 가압탱크(50)를 중심으로 공기압축기(51)와 상기 가압탱크(50)가 서로 연결되는 공급배관(52)의 중간에 고압산소통(53)과의 연결배관(54)이 서로 연결 되어 이루어지고,

   상기 가압탱크(50)의 다른 일측엔 배출관(42)과 연결되고 가압펌프(55)가 중간에 설치되는 강제유입구(56)와 별도의 배출구(57)가 각각 마련되며,

   상기 공급배관(52)으로서 상기 가압탱크(50)의 내부엔 노즐부(58)가 하향 선회방향으로 설치 마련되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐쇄수역 정화 처리 장치.